Об истории формулировки закона сохранения энергии.
Начало установления количественной связи между произведенной работой и теплотой связано с именем молодого французского ученого Карно - пишет математик В.М. Дуков. Годы его жизни 1796-1832гг. Карно - по роду деятельности инженер, по складу мышления - физик.1
При этом интересные записки были опубликованы братом после смерти самого Карно. В них был, по существу, сформулирован в частной форме закон сохранения энергии. Вот только вопрос, какой энергии? Может быть и не энергии вовсе?
Карно в "Размышлениях" писал: "Тепло - это не что иное, как движущая сила, или, вернее, движение, изменившее свой вид. Это движение частиц тела. Повсюду, где происходит уничтожение движущей силы, возникает одновременно теплота в количестве, точно пропорциональном количеству исчезнувшей движущей силы. Обратно: при исчезновении теплоты всегда возникает движущая сила".
Количественная характеристика "масса" это частицы тела, которые представляет единство качества и количества. Качественные характеристики частиц тела - энергия, теплота и движение, которые составляют единство. Следовательно, если один качественный показатель постоянен, то и другие показатели качества не измены. Если изменяется мера одного показателя, то эта мера должна изменить меру других качественных свойств так, чтобы их произведение оставалось постоянным. Не так ли?
Таким образом - пишет Карно - можно высказать общее предположение: "движущая сила существует в природе в неизменном количестве; она, собственно, никогда не создается, никогда не уничтожается; в действительности она меняет форму, т.е. вызывает то один род движений, то другой, никогда не исчезает".
Если "движущую силу" заменить словом "энергия" - пишет математик В.М. Дуков - перед нами словоблудами - четкая формулировка закона сохранения энергии. А если слово "холодильник" заменить словом "телевизор", то, что будет перед Вами?
Обратимся к работам естествоиспытателей (химиков и физиков), которые сформулировали Закон постоянства состава вещества.
Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.
Атомно-молекулярное учение позволяет объяснить закон постоянства состава. Поскольку атомы имеют постоянную массу, то и массовый состав вещества в целом постоянен. Эта формулировка в целом приемлема к атомно-молекулярному учению. А из чего состоят атомы?
Закон постоянства состава впервые сформулировал французский ученый-химик Ж.Пруст в 1808г. Он писал: "От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного. Малахит из Сибири имеет тот же состав, как и малахит из Испании. Во всем мире есть лишь одна киноварь". А вот на Юпитере киноварь или малахит будет иметь тот же состав?
В этой формулировке закона подчеркивается постоянство состава соединения независимо от способа получения и места нахождения. Но только на планете Земля. Здесь следует задуматься. Если эту киноварь или малахит вы доставите на землю. То бесспорно её массовый состав не будет отличаться от состава земного.
Развитие химии показало, что наряду с соединениями постоянного состава существуют соединения переменного состава. По предложению Н.С. Курнакова первые названы дальтонидами (в память английского химика и физика Дальтона), вторые - бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения). Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например Н2О, НCl, ССl4, СO2. Состав бертоллидов изменяется и не отвечает стехиометрическим отношениям.
В связи с наличием соединений переменного состава в современную формулировку закона постоянства состава следует внести уточнение.
Состав соединений молекулярной структуры, т.е. состоящих из молекул, - является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с не молекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.
Современная формулировка закона сохранения массы веществ (был установлен русским ученым М.В. Ломоносовым и французским ученым А. Лоран-де-Лавуазье):
Суммарная масса реагентов равна суммарной массе продуктов реакции.
На атомно-молекулярном уровне закон сохранения массы объясняется тем, что при течении химической реакции происходит только перегруппировка атомов реагентов в молекулы продуктов. Число же атомов каждого элемента и масса каждого атома остаются неизменными до, и после реакции.
А если реакция происходит с большим количеством выделения тепла, сильного свечения и выделения запахов. Можно ли говорить о сохранении массы? То есть я имею в виду на уровне так называемых нано технологий.