Od kilku stuleci fizycy zakładali, że temperaturę określa obecność niewidzialnej i nieodgadnionej substancji kalorycznej w gazach. Przedstawiono wiele teorii wyjaśniających jego ruch w materii i między różnymi obiektami. Tylko M. V. Łomonosow był w stanie wyjaśnić prawdziwą naturę materii, tworząc molekularno-kinetyczną teorię gazów. W swoich rozumowaniach i obliczeniach udało mu się udowodnić, że nie ma kaloryczności. Temperatura zależy od szybkości chaotycznego ruchu cząsteczek. Wprowadził pojęcie energii wewnętrznej, a także wyjaśnił, jak zmienia się ona w rzeczywistym procesie.
Jakie argumenty zrobił M. V. Łomonosow udowodnić molekularno-kinetyczną teorię gazów
Wyrażając po raz pierwszy założenie, że w naturze nie ma kalorii, spotkał się z silnym oporem ze strony czcigodnych naukowców tamtego okresu. Wszyscy rozpoznali obecność kalorii, ale początkujący badacz nie. Następniena jednym ze spotkań z fizykami niemieckimi i angielskimi powiedziano: „Drodzy nauczyciele. Skąd wzięła się kaloryczność w ciele krowy? Zjadła zimną trawę, a potem jej ciało rozgrzało się, ponieważ nastąpiła zmiana wewnętrznej energii w jej wnętrznościach. Skąd to się wzieło? A pochodzenie ciepła w ciele tłumaczy się tym, że trawa ma energię chemiczną, którą ciało zwierzęcia zamieniło w to ciepło. Oznacza to, że obserwujemy zjawisko przechodzenia energii z jednego stanu do drugiego. Został wysłuchany i zadał dziesiątki pytań. W wyniku dyskusji sformułowano również prawo zmiany energii (zwane też prawem zachowania energii), które zostało uznane przez wszystkich obecnych. Później opublikowano mały zbiór hipotez, który był pierwszym wydaniem, w którym uznano molekularno-kinetyczną teorię gazów.
Co zrobiła teoria M. V. Łomonosow
Dzisiaj wydaje się, że w termodynamice wszystko jest logiczne. Należy jednak pamiętać, że od pierwszych założeń do dnia dzisiejszego minęło ponad 250 lat. Francuski badacz J. Charles odkrył prawo proporcjonalności wzrostu ciśnienia wraz ze wzrostem temperatury gazu. Następnie wyjaśnił zmianę energii wewnętrznej gazu po podgrzaniu. Wymyśliłem własną formułę. Jego badania kontynuował 20 lat później Gay-Lussac, który badał ogrzewanie gazu pod stałym ciśnieniem. Zaobserwował, jak tłok umieszczony wewnątrz szklanego cylindra zmienia swoje położenie po podgrzaniu i ochłodzeniu. Tutaj zbliżył się do odkrycia koncepcji gazustały. Nie skorzystał z badań, które Robert Boyle przeprowadził 140 lat wcześniej. Dopiero prace Mariotte'a, przeprowadzone później i sformułowane w prawie Boyle'a-Mariotte'a, pomogły Benoitowi Paulowi Emile Clapeyronowi sformułować pierwszą koncepcję równania stanu gazu doskonałego.
Po 40 latach D. I. Mendelejew uzupełnił równanie stanu o wyniki swoich badań. Teraz prawo Kłajperona-Mendelejewa jest podstawą termodynamików na całym świecie. Matematycznie określa zmianę energii wewnętrznej od temperatury gazu. Odkrycia podstawowych praw potwierdziła również praktyka. Stworzono silniki cieplne, które działają w cyklach termodynamicznych Otto, Diesel, Trinkler i innych naukowców.
Kilka słów o prawie idealnego stanu gazu
pV=mRT
Dzisiaj, przy wyprowadzaniu jakichkolwiek zależności, używane jest równanie stanu gazu doskonałego. Nikt nie jest zdezorientowany zawartymi w nim parametrami, które mają dobrze zdefiniowane pojęcia. Wnioski z podstawowego prawa gazowego podają inny ważny wzór charakteryzujący zmianę energii wewnętrznej:
dU=CVDT,
tutaj dU jest różnicową zmianą energii wewnętrznej, a cv jest pojemnością cieplną gazu przy stałej objętości. W wyniku rozważań dotyczących natury stałej gazowej R stwierdzono, że charakteryzuje ona pracęgaz pod stałym ciśnieniem.
