После того как в работе 1847 г. он снова описал свои опыты с горизонтальным колесом, которые дали в среднем эквивалент в 781,8 футофун. (429 кгм), он в 1850 г. пришел к наиболее точным измерениям, а вместе с тем создал свою главную работу, в которой он сопоставил все полученные им до того времени результаты. Вслед за историческим введением он дает описание пяти рядов произведенных им опытов. В первом из них, наиболее обширном, опыты производились с плотно закупоривающимся медным цилиндром с водою, в котором вращалось медное колесо с черпаками. Во втором и третьем рядах опытов аналогичный цилиндр был чугунный, а жидкостью служила ртуть, колесо же было сделано из кованого железа. В обоих рядах этих опытов, с целью по возможности воспрепятствовать перемещению самой жидкости, на внутренней поверхности цилиндров были устроены радиально перегородки с прорезами для лопаток колеса. В четвертом и пятом рядах опытов теплота получалась в чугунном резервуаре со ртутью благодаря трению чугунного диска, укрепленного на подвижной оси, по такому же диску, укрепленному свинцовыми грузами. Результаты всех этих опытов, с поправками на все возможные возмущающие явления, были составлены Джоулем в следующей таблице:
Это сочинение, а вместе с тем и свои специальные исследования по вопросу о механическом эквиваленте тепла Джоуль заканчивает следующими словами: «В высшей степени вероятно, что эквивалент, полученный по чугуну, получился несколько выше потому, что при трении отрывались частицы металла и, следовательно, некоторая часть силы шла на преодоление сцепления. Но так как количество это было не настолько велико, чтобы его можно было по окончании опыта взвесить, то связанная с ним ошибка незначительна. По моему мнению, число 772,692, полученное из трения воды, является наиболее точным как вследствие большого числа опытов, так и вследствие значительной теплоемкости аппарата. А так как даже при опытах с жидкостями невозможно устранить полностью ни сотрясений, ни хотя бы тихих звуков, то приведенное число, вероятно, еще несколько велико. Поэтому я прихожу к заключению, что на основании приведенных в настоящей работе опытов можно считать доказанным: 1) что теплота, развивающаяся при трении тел, будь то тела твердые или жидкие, всегда пропорциональна примененной силе и 2) что для получения количества тепла, которое в состоянии нагреть 1 фун. воды (взвешенного в пустоте и между 55° и 60° F) на 1° F, необходимо употребить механическую силу, которая может быть представлена падением 772 фун. с высоты 1 фут.» (424 кгм для 1° С). В работах Джоуля эквивалентность теплоты и механической работы стоит на первом плане; наибольшие усилия его направлены к тому, чтобы доказать эту эквивалентность и дать возможно более точное количественное определение этого отношения. Теория теплоты как движения стоит у него уже на втором плане, а общая проблема, закон сохранения силы, — на последнем. Это не значит, что Джоуль был меньше уверен в правильности этого закона, чем Майер, или что он представлял его себе в менее общем виде, чем последний; но его как экспериментатора меньше интересовала принципиальная сторона этого закона, его философское обоснование, равно как вопрос о его всеобщей применимости ко всем явлениям природы. В этом отношении Джоуль представляет собою прямую противоположность Майеру. В то время как последний обращается прежде всего, к вопросу о принципиальной возможности закона и дедуктивно обосновывает применимость его ко всем явлениям природы, пользуясь эмпирическими определениями только для иллюстрации, — поскольку это позволял имеющийся наличный материал наблюдения, — Джоуль старается доказать этот закон путем самых тщательных опытных определений для двух наиболее распространенных в природе сил — для тепла и механической работы, — и найденный им здесь закон он распространяет на прочие явления природы лишь мимоходом, как нечто само собою разумеющееся. Таким образом, оба они, натурфилософ и эмпирик, идут к одной и той же цели, независимо друг от друга, каждый не вполне односторонне, т. е. не упуская вполне из виду и противоположной стороны, и отличаясь друг от друга лишь тем, что у одного из них преобладает дедукция, а у другого индукция. Поэтому и спор о том, кого из них обоих следует считать настоящим, бо'льшим творцом закона, не имеет смысла и сводится, в конце концов, не к оценке обеих гениальных личностей, а к сравнению двух методов физики — натурфилософского и экспериментального, — сравнению, которое, если даже отвлечься от одностороннего интереса арбитров, ни к чему привести не может, так как эти методы как несоизмеримые величины, покоящиеся на совершенно различных единицах измерения, не поддаются сравнению. Если сказать, что введение б физику такого основного и всеобщего закона, как закон сохранения силы, потребовало совместного усилия всех трех методов физики — умозрения, опыта и математического анализа, — то это может показаться произвольным утверждением, сделанным в угоду предвзятой схеме; а между тем, так оно и было в действительности.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Джоуль Джеймс Прескотт (1818-1889)» з дисципліни «Історія фізики»
