Герман Гельмгольц - О сохранении силы

Веб-мастер приносит свои извинения за низкое качество вычитки текста после OCR-сканирования

где У потенциал тел друг но отношению к другу, W_a и W_b потенциалы тел самих ^на себя. Если тело В- неизменяемый-стальной магнит, то приближение тела с изменяющимся магнетизмом создает живую силу, равную увеличению суммы V-\--qW_a.

Так как каждый магнит содержит столько же северного, сколько южного магнетизма, и, следовательно, Q в каждом магните равно О, то для подобного куска железа или для куска стали с той же самой формой, положением и распределением магнетизма, у которого, следовательно, магнетизм всецело обусловлен магнитом В V есть живая сила, которую возбуждает стальной магнит при своем приближении вплоть до связывания своих магнетизмов; эта живая сила должна быть, согласно указанному уравнению, той же самой, к какому бы магниту данный магнит ни приближался, если только дело идет о полном связывании, так как W_a остается постоянно тем же самым. Наоборот, живая сила равного куска железа, которое приближается до тех пор, пока распределение магнетизма у него делается то же самое, равна, как это было показано выше:

той, которую теряет ток. Эта последняя равна в течение времени ₍ц согласно уже применявшемуся способу обозначения AJdt в тепловых единицах или a AJdt в механических единицах, если а есть _йеханический эквивалент тепла. Полученная в проводнике живая сила равна aJ-llYdt, полученная магнитом - -у- , где V потенциал магнита по отношению к тому же проводнику при пропускании через последний единицы силы тока. Таким образом

Если в электромагните благодаря току п создается то же самое распределение магнетизма, как и благодаря приближению магнита, то согласно сказанному в JW. 4 потенциал электромагнита по отношению к магниту-пу должен равняться его потенциалу по отношению к проводящей проволоке nV, если V обозначает потенциал при единице тока. Таким образом x=V. Таким образом, если индукционный ток вызывается тем, что кусок железа намагничивается благодаря расположению магнитов, то электродвижущая сила равна -

д_б V, и V_n потенциалы намагниченного железа по отношению к проводящей проволоке до и после намагничивания. Нейман выводит _этОт закон из аналогии с предыдущим случаем.

7. Если электромагнит намагничивается иод влиянием тока, то благодаря индукционному току теряется тепло; если кусок железа ((Ягкий, то при размыкании тот же индукционный ток пойдет в обратном направление и тепло будет снова приобретено. Если это есть кусок стали, сохраняющей свой магнетизм, то теплота теряется, вместо нее мы получаем магнитную силу, способную создать работу, равную половине потенциала магнита при полном связывании магнетизма, как это было показано в Nr. 4. Из аналогии предыдущего случая является вероятным, что электродвижущая сила соответствует полному потенциалу, как это заключил и Нейман, и что часть движения магнитных жидкостей, благодаря быстроте его, является потерянной в качестве тепла, при чем эта часть приобретается магнитами.

8. Если двигаются, друг по отношению к другу, два проводника с током, то силы тока будут в обоих проводниках изменены. Если V их потенциал, друг по отношению друга, при силе тока, равной единице, то как и в предыдущем случае и на тех же основаниях должно быть

Если сила тока в одном проводнике W,, значительно меньше, чем в другом W, так что электродвижущая сила индукции, которая возбуждается в W, проводником W,,, по отношению к А, исчезающе мала, и мы можем положить J=~, то мы находим

Электродвижущая сила индукции таким образом оказывается той Же самой силой, которую создал бы магнит, который имел бы ту же электродинамическую силу, как и индуцирующий ток. Этот закон обнаружил экспериментально В. Вебер ^х).

Если, наоборот, сила тока в W, бесконечно мала по отношений, к силе тока в W', то

Из известных процессов природы нам остается рассмотреть только процессы в организованном существе. Процессы в растениях являются по большей части химическими и, кроме того, по крайней мере, в некоторых из них имеется небольшое развитие тепла. В них по преимуществу отлагается огромное количество потенциальной энергии, эквивалент которой доставляется нам в виде тепла при сжигании вещества растений. Единственной живой силой, которая могла для этого по нашим современным сведениям в течение роста растения, являются химические лучи солнечного света. у нас еще совершенно нет данных для ближайшего сравнения эквивалентов энергий, которые здесь теряются или получаются. Для животных мы уже имеем некоторые более точные опорные пункты. Эти последние воспринимают сложные окислимые соединения, которые произведены растениями и, кроме того, кислород и отдают эти вещества обратно частью после сжигания в виде углекислоты и воды, частью в виде простых соединений; таким образом животные поглощают определенное количество химических скрытых сил и за счет этого производят теплоту и механическую работу. Так как механическая работа составляет относительно малую часть по отношению к количеству тепла, то вопрос о сохранении энергии сводится, в конце концов, к вопросу, вызывает ли сжигание и превращение веществ, служащих для питания, то же самое количество тепла, какое отдают животные. На этот вопрос по опытам Дюлонга и Депре, по крайней мере, с известным приближением можно ответить утвердительно ¹).

Наконец я должен упомянуть о некоторых замечаниях Маттенуччи против проведенной в этой статье точки зрения, которые находятся в Biblioth. univ. de Geneve Suppl. № 16-1847. 15 Mai стр. 375. Он исходит из предположения, что химический процесс мог бы выделять различное количество тепла в том случае, если бы он одновременно производил электричество, 'магнетизм или свет, если бы этого не было. Он приводит данные, стремящиеся доказать на основании ряда его измерений, что цинк при растворении в серной кислоте дает столько же тепла в том случае, если тепло освобождается при действии химического сродства, как и в том случае, если цинк образует с платиной цепь, и что электрический ток отклоняющий магнит, производит такие же химические и тепловые Действия, как и без отклонения. То обстоятельство, что Маттеуччи рассматривает эти данные, как возражения, основано на полном непонимании взгляда, который он желает опровергать, как это тотчас же легко выяснится из сравнения этих соотношений с нашими Представлениями. Кроме этого, он приводит два калориметрические опыта относительно количества тепла, которое развивается при с₀, единении едкого бария с концентрированной или разведенной сер. ной кислотой, и относительно тепла, которое получается в прово. локе, помещенной в газах, обладающих различной способностью охлаждения, и нагреваемый одним и тем же электрическим током, пр_ичем массы газа и проволока то делались раскаленными, то нет, Он находит количество тепла в нервом случае не меньше, чещ во втором. Если, однако, принять во внимание несовершенство наших калориметрических методов, то нельзя удивляться, что в этом случае не могла быть констатирована разница охлаждений через лучеиспускание, которое может зависеть от того, что это излучение смотря по тому, является ли оно лежащим в видимой части спектра или в невидимой, будет проникать легче или труднее через прозрачную среду. В первом опыте Маттеуччи при соединении бария с серной кислотой эксперимент производился к тому же в непрозрачном сосуде из свинца, из которого лучи видимой части спектра совершенно не могли выйти. Мы можем совсем не говорить о несовершенстве методов Маттеуччи при этих измерениях.

Я думаю, что приведенные данные доказывают, что высказанный закон не противоречит ни одному из известных в естествознании фактов и поразительным образом подтверждается большим числом их. Я постарался установить по возможности полно следствия, которые получаются из комбинации этого закона с известными до сих пор законами естественных явлений, и которые еще должны ожидать своего подтверждения на опыте. Цель этого исследования, которая может мае извинить и гипотетическую часть его,' представить физикам в возможной полноте теоретическое, практическое п эвристическое значение этого закона, полное подтверждение которого должно быть рассматриваемо, как одна из главных задач ближайшего будущего физики.

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.