Fyysikot ovat useiden vuosisatojen ajan olettaneet, että lämpötila määräytyy näkymättömän ja mittaamattoman kaloripitoisen aineen läsnäolon perusteella kaasuissa. Sen liikkumista aineen sisällä ja eri esineiden välillä on esitetty monia selittämään. Vain M. V. Lomonosov pystyi selittämään aineen todellisen luonteen luomalla kaasujen molekyylikineettisen teorian. Perusteluissaan ja laskelmissaan hän onnistui todistamaan, että luonnossa ei ole kaloreita. Lämpötila riippuu molekyylien kaoottisen liikkeen nopeudesta. Hän esitteli sisäisen energian käsitteen ja selitti myös kuinka se muuttuu todellisessa prosessissa.
Mitä argumentteja M. V. Lomonosov todistaa kaasujen molekyylikineettisen teorian
Esitettyään ensimmäistä kertaa oletuksen, ettei luonnossa ole kaloreita, hän kohtasi tuon ajanjakson arvostettujen tiedemiesten voimakasta vastustusta. He kaikki tunnistivat kalorien olemassaolon, mutta aloitteleva tutkija ei. Sitteneräässä tapaamisessa saksalaisten ja englantilaisten fyysikoiden kanssa sanottiin seuraavaa:”Hyvät opettajat. Mistä lehmän kehon kalorit ovat peräisin? Hän söi kylmää ruohoa, ja sitten hänen ruumiinsa lämpeni, koska hänen sisimmässään tapahtui muutos sisäisessä energiassa. Mistä se tuli? Ja lämmön alkuperä kehossa selittyy sillä, että ruohossa on kemiallista energiaa, jonka eläimen keho on muuttanut tähän lämmöksi. Tämä tarkoittaa, että tarkkailemme ilmiötä energian siirtymisestä tilasta toiseen. Häntä kuunneltiin ja kysyttiin kymmeniä kysymyksiä. Keskustelun tuloksena muotoiltiin myös energianmuutoksen laki (se tunnetaan myös energian säilymisen laiksi), jonka kaikki läsnäolijat tunnustivat. Myöhemmin julkaistiin pieni kokoelma hypoteeseja, joka oli ensimmäinen painos, jossa kaasujen molekyylikineettinen teoria tunnustettiin.
Mitä teki teoria M. V. Lomonosov
Tänään näyttää siltä, että termodynamiikassa kaikki on loogista. Mutta on muistettava, että yli 250 vuotta on kulunut ensimmäisistä oletuksista nykypäivään. Ranskalainen tutkija J. Charles löysi lain paineen kasvun suhteellisuudesta kaasun lämpötilan noustessa. Sitten hän selitti kaasun sisäisen energian muutoksen kuumennettaessa. Keksin oman kaavani. Hänen tutkimustaan jatkoi 20 vuotta myöhemmin Gay-Lussac, joka tutki kaasun kuumenemista vakiopaineessa. Hän havaitsi, kuinka lasisylinterin sisään asetettu mäntä muuttaa asentoaan kuumennettaessa ja jäähtyessään. Täällä hän pääsi lähelle kaasun käsitteen löytämistävakio. Hän ei hyödyntänyt Robert Boylen 140 vuotta aiemmin tekemää tutkimusta. Ainoastaan Mariotten työ, joka suoritettiin myöhemmin ja muotoiltiin Boyle-Mariotten laissa, auttoi Benoit Paul Emile Clapeyronia muotoilemaan ensimmäisen ideaalisen kaasun tilayhtälön käsitteen.
40 vuoden jälkeen D. I. Mendelejev täydensi tilayhtälöä tutkimuksensa tuloksilla. Nyt Klaiperon-Mendeleevin laki on perusta termodynaajille ympäri maailmaa. Se määrittää matemaattisesti sisäisen energian muutoksen kaasun lämpötilasta. Peruslakien löydöt vahvistivat myös käytäntö. Luotiin lämpömoottoreita, jotka toimivat Otton, Dieselin, Trinklerin ja muiden tutkijoiden termodynaamisilla sykleillä.
Pari sanaa ihanteellisen kaasutilan laista
pV=mRT
Nykyään riippuvuuksia johdettaessa käytetään ideaalisen kaasun tilayhtälöä. Sen sisältämät parametrit, joilla on hyvin määritellyt käsitteet, eivät hämmentyisi ketään. Kaasun peruslain johtopäätökset antavat toisen tärkeän kaavan, joka luonnehtii sisäisen energian muutosta:
dU=cvDT,
tässä dU on sisäisen energian differentiaalinen muutos ja cv on kaasun lämpökapasiteetti vakiotilavuudessa. Kaasuvakion R luonnetta koskevan pohdinnan tuloksena havaittiin, että se luonnehtii työtäkaasu vakiopaineessa.
