Термодинамика тарихы

Термодинамика тарихы — физика тарихы, химия тарихы, һәм бөтә фәндәрҙең нигеҙе менән бәйле.

Боронғолар йылылыҡ миҡдарын (количество теплоты, heat) ут менәй бәйле тип уйлағандар. Б.э.т. 3000 йылдарҙа боронғо Египетлеләр йылылыҡты мифология менән бәйләгән. Сократ философияһына тиклемге заманда Көнбайыш философияһында ҡыҙыу бәхәстәр бара.

Боронғо грек философы Эмпедокл Акрагантский бөтә мәтдәләрҙә дүрт элементтан (ябай берәмектән): ер,һыу, һауа, уттан тора тигән тәғлимәт индерә. Һуңынан барлыҡҡа килгән флагистон һәм калорик төшөнсәләре Эмпедокл тәкдим иткән ут элементы менән бәйле. Боронғо грек философы Гераклит «Был донъла бөтә нәмә лә үҙгәрә» тигән әйтем менән билдәле була. Ул тәбиғәт өс элементан (ут, ер, һыу) тора тигән бәхәстәр йөрөтә.

Атомизм — термодинамика һәм статик механиканы бәйләй торған тәғлимәт. Левкипп, Демокрит кеүек боронғо аҡыл эйәләре атом теорияһына нигеҙ һала. Эксперименталь рәүештә атом теорияһы XX быуатта ғына иҫбат ителә, шуға күрә боронғо аҡыл эйәләре философик фекерҙәр менән генә был теорияға нигеҙ һала. Боронғо аҡыл эйәре Парменид һәм Аристотель тәбиғәттә бушлыҡ (хәҙер вакуум тип йөрөтәләр) булыуы мөмкин түгел, тигән фекер йөрөтәләр. XI быуатта Әбүғәлисина, XVI быуатта Европа ғалимдәре Галилео Галелей һәм башҡалар һауа сағыштырмаса «йылыраҡ» йәки «һалҡыныраҡ» икәнен билдәләү өсөң ябый ғына прибор — термоскоп (термометр) файҙалана башлайҙар.

1600 йылда инглиз философы һәм ғалимы Френсис Бакон «юғары температура бары тик хәрәкәт эшмәкәрлеге» тигән фараз йөрөтә. 1643 йылда Галилео Галилей Аристотельдең «тәбиғәттә бушлыҡ булыуы мөмкин түгел, вакуум мәтдәне үҙенә һура» тигән фекере дөрөҫ булмауын иҫбат итә. Ул вакуум насосы ярҙамында шахталағы һыуҙы 30 футҡа тиклем генә күтәрергә мөмкин икәнен күҙәтә. Был ҡыҙыҡлы факты тикшерергә үҙенең уҡыусыһы Торричеллиға ҡуша. Торричелли насос ярҙамында һыуҙы күтәргәндә вакуум һурып ала тип түгел, һыуҙы һауа баҫымы күтәрә иҫәпләй. Үҙенең теорияһын иҫбатлау өсөн, ул бер башы эретеп йәбештерелгән быяла торба эсенә терекөмөш тултыра. Был торбаны баштүбән әйләндереп эсенә терекөмөш һалынған табаҡҡа ҡуя. Торба эсендә терекөмөш бер аҙ аҫҡа төшә һәм торбаның өҫкө өлөшөндә вакуум барлыҡҡа килә. Был яһалма юл менән алынған беренсе вакуум була. Аристотельдең тәбиғәттә бушлыҡ юҡ, вакуум мәтдәне уҙенә һурып ала тигән теорияһы юҡҡа сыға.

Химиянан термохимияға күсеү

XVII быуатта флогистон (теплород) теорияһы өҫтөнлөк итә. Флогистон бер есемдән икенсе есемгә күсә — шуға бер есем йылыһа икенсеһе һыуына, һәм флогистонды яһалма юл менән алып булмай тип иҫәпләйҙәр. 1798 йылда Б. Румфорд ҡуйған тәжрибә флогистон теорияһын юҡҡа сығара

.

Механик эш башҡарғанда йылылыҡ бүленеп сыға һәм ике сәғәттә мейескәләге һыу ҡайнап сыға.

Ул ваҡытта пушкаларҙы, эсендә көбәген ҡалдырмайса, металдан ҡойоп эшләгәндәр. Пушканың көбәген һуңынан, аттар көсө менән эшләй торған станокта, быраулап тишкәндәр. Быраулап тишкән ваҡытта Румфорд көбәктең йылыныуына иғтибар итә. Ул механик эш башҡарғанда йылылыҡ бүленеп сыға тип иҫәпләй. Үҙенең фаразын тикшереп ҡарау өсөн пушка көбәген бер мискә һыу әсенә ҡуя. Ике сәғәт ярымдан, барыһын да таң ҡалдырып, мискәләге һыу ҡайнап сыға! Был тәжрибә тәбиғәттә флогистон бөтөнләй юҡ, ә йылылыҡты механик эш башҡарғанда яһалма юл менән алып була икәнен күрһәтә.

Калориметр йылылыҡ миҡдарын үлсәй торған прибор

Ярты быуаттан һуң термодинамикаға майҙанына үҙенең калориметры (йылылыҡ миҡдарын үлсәй торған прибор) менән Д. Джоуль сыға. Уның ҡоролмаһында калориметр эсендәге болғауысты аҫҡа тартып тороусы гер хәрәкәткә килтерә. Ышҡылыу көсө ярҙамында калориметр эсендәге һыу йылына. Герҙең ниндәй арауыҡҡа төшкәнен үлсәп, ниндәй механик эш башҡарылғанын һәм күпме йылылыҡ бүленеп сыҡҡанын иҫәпләп сығарырға була.

Термодинамиканың фән булараҡ барлыҡҡа килеүе

Термодинамиканың башлап ебәреүсеһе булып немец ғалимы Отто Герике була. Ул беренсе булып вакуум насосы эшләй һәм уның ярҙамында беренсе иң түбән вакуум булдыра. Уның тәжрибәләре Магдебург ярымшарҙары исеме менән билдәле. Был тәжрибәлә Аристотельдең тәбиғәттә бушлыҡ юҡ, вакуум мәтдәне уҙенә һурып ала тигән теорияһы дөрөҫ түгел икәнлеге иҫбат ителә. Эсенән һауа һурып алынған ярымшарҙарҙы һауа баҫымы ҡыҫып тота, тип аңлата ул.

«Магдебург ярымшарҙары». Гаспар Шотт рәсеме.

Тиҙҙән ирлан физигы һәм химигы Роберт Бойл, инглиз ғалимы Роберт Хук менән берлектә һауа насосын ижад итәләр. Был насосты файҙаланған ваҡытта күләм V һәм баҫым P кире пропорцтональ бәйләнештә булыуын асыҡлайҙар. Ул ваҡытта һауа молекулалары хаотик рәүештә күсеп йөрөй икәнен белмәйҙәр, шуға күрә һауа — пружина, тигән фекер йөрөтәләр. Һуңынан, термометр уйлап сығарылғас, Гей-Люссак газдың температураһын улсәп, идеаль газ законын аса.

1690 йылдп француз уйлап сығарыусыһы Дени Папин, пар киңәйеүе һәм кондесация, иҫәбенә эшләй торған пар двигателен ижад итә. 1698 йылда инглиз механигы һәм уйлап сығарыусыһы Томас Савери беренсе мәртәбә пар энргияһын техникала ҡуллана. Ул шахталағы һыуҙы пар двигателенән эшләй торған насос ярҙамында һурып алыу ҡоролмаһына патент ала.

1824 йылда француз физигы һәм математигы Сади Карно «Хәрәкәткә килтереүсе ут көсө тураһында уйланыуҙар» ( Réflexions sur la puissance motrice du feu , Reflections on the Motive Power of Fire) тигән хеҙмәт яҙа.

Был фәнни хеҙмәт хәҙерге заман термодинамикаһына нигеҙ һала. Ә Сади Карно тарихҡа «термодинамиканың атаһы» булараҡ инеп ҡала.