Bắt kịp với sự ấm áp

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

"Hôm nay các em học những ý kiến đúng đắn về sự ấm áp đã có ở lớp bảy."

(Từ tuyển tập "Truyện cười của các nhà khoa học vĩ đại")

… Thảo nguyên Kazakhstan bị Mặt trời thiêu đốt. Các nhà khoa học từ một nhóm thám hiểm nhỏ, đang lau mồ hôi, quan sát các saigas. Các nhà khoa học này tiến hành nghiên cứu khoa học có trách nhiệm. Họ muốn thực nghiệm xác nhận lời của Viện sĩ Timiryazev: "".

Phương pháp luận của các nhà khoa học của chúng tôi không ở đâu đơn giản hơn. Họ theo dõi lượng cỏ mà các loài động vật ăn trong môi trường tự nhiên của chúng. Hàm lượng calo của nguồn cấp dữ liệu này - tức là lượng nhiệt tỏa ra khi nó được đốt cháy trong nhiệt lượng kế đã được các nhà khoa học biết đến. Nó vẫn chỉ để so sánh lượng "năng lượng tiềm năng" có trong thức ăn của saiga với công việc mà cơ bắp của nó tạo ra trong suốt cuộc đời của nó.

Nhưng … các nhà khoa học quan sát càng lâu, họ càng trở nên u sầu. Bạn thấy đấy, những saigas này đã sai bằng cách nào đó. Họ ăn một chút - số calo trong khẩu phần của họ hóa ra ít hơn nhiều lần so với năng lượng tiêu thụ của cơ bắp. Dự trữ chất béo không liên quan gì - lượng chất béo dự trữ của bạn trong mùa hè là gì? Điều phản cảm nhất là saiga đã đảo lộn mọi “định mức có cơ sở khoa học”: hàm lượng calo trong thức ăn của chúng rõ ràng là không đủ cho sự sống, và chúng trông khá vui vẻ … Đây là một saiga quyến rũ, nháy mắt với các nhà khoa học, duyên dáng nhấc đuôi của nó và phát ra một đợt ị khác. “Bạn đã thấy anh ấy đang làm gì chưa? - một người quan sát không thể cưỡng lại. - Chế giễu chúng ta, sinh vật nhai lại! - “Bình tĩnh, đồng nghiệp! - trả lời thứ hai. - Ngược lại là nàng nói cho ta biết: ta rốt cuộc không có đem thí nghiệm! Này … cỏ khô đi qua con bò - nó, khô, cũng cháy! Người dân địa phương sử dụng nó làm nhiên liệu! " - "Đồng nghiệp, bạn có muốn nói rằng cái này … cái này … cũng có hàm lượng calo không?" - "Chính xác! Và chúng tôi sẽ đo lường nó!"

Không sớm nói hơn làm. Nhiệt lượng kế không có gì thú vị khi chúng bị đốt cháy trong đó - nhưng vì lợi ích của khoa học, tôi phải chịu đựng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu thậm chí còn kém vui hơn khi họ bị thuyết phục rằng hàm lượng calo trong phân giống với hàm lượng calo trong thức ăn ban đầu. Hóa ra ở mức "năng lượng tiềm tàng chứa trong chất hữu cơ" của Timiryazev, con vật không chỉ tiêu thụ ít hơn mức cần thiết cho hoạt động của cơ bắp mà còn giải phóng nhiều như lượng tiêu thụ của nó. Tức là hoàn toàn không còn gì để các cơ hoạt động. Các nhà khoa học của chúng tôi nhận thức rõ rằng những kết luận gây tò mò như vậy không dành cho các báo cáo của họ. Do đó, họ rắc tro lên tóc - cũng chính là đống phân bị cháy - và đó là kết thúc của việc đó.

Và cho đến nay, tình hình liên quan đến "hàm lượng calo của thực phẩm" là một sự nôn nao của một số loại. Nếu bạn hỏi các chuyên gia dinh dưỡng về việc nên tiêu thụ bao nhiêu calo một ngày với thực phẩm để “đảm bảo giảm cân trong hai tuần”, họ sẽ giải thích mọi thứ chi tiết cho bạn - hơn nữa, họ sẽ lấy nó không đắt và không chớp mắt.. Công việc của họ là như thế này … Nhưng chúng tôi hỏi các nhà học thuật: calo mà saigas sử dụng để đi bộ, nhai và nhấc đuôi của họ đến từ đâu? Và giới học thuật không thích câu hỏi này lắm. Đau đớn thay, anh ấy không thoải mái cho họ. Điều tối đa mà bạn có thể đạt được từ chúng là sự hấp dẫn đối với thực tế rằng các sinh vật sống, theo họ, là những hệ thống có tổ chức cao và phức tạp nhất, và do đó chúng vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Vậy các chú, các bác, trong khuôn khổ nghiên cứu về cơ thể sống, các chú có đang lưu ý các mẹ về kết quả đo nhiệt lượng như đã trình bày ở trên không ạ? Hay bạn sợ rằng bạn sẽ phải đỏ mặt khi lũ trẻ cười nhạo mình? Chà, đây là một phương pháp dân gian đã được chứng minh dành cho bạn: xoa mõm củ dền - nếu bạn đỏ mặt, nó sẽ không quá đáng chú ý.

Làm thế nào mà học thuật đến với cuộc sống này? Được rồi, ngay cả khi các sinh vật hoạt hình quá khó đối với chúng. Nhưng trong một chất vô tri, chỉ chịu tác động của các quy luật vật lý và hóa học - có phải khi đó các câu hỏi về calo phải hoàn toàn minh bạch? Chúng tôi không nói về các hiện tượng được tìm thấy trong máy gia tốc và máy va chạm. Đây là những hiện tượng mà bất cứ ai cũng có thể tái tạo trong chính căn bếp của mình. Có vẻ như kinh nghiệm thực tế khổng lồ nên được đúc kết thành những ý tưởng hoàn toàn rõ ràng về sự ấm áp. Nhưng chúng tôi sẽ cho bạn biết trải nghiệm này thực sự hình thành như thế nào.

Ngay cả các triết gia cổ đại khi đặt câu hỏi về bản chất của nhiệt cũng chia thành hai phe. Một số người tin rằng nhiệt là một chất độc lập; càng ở trong cơ thể, nó càng ấm. Những người khác tin rằng nhiệt là biểu hiện của một số đặc tính vốn có trong vật chất: trong một trạng thái nhất định của vật chất, cơ thể lạnh hơn hoặc ấm hơn. Vào thời Trung cổ, khái niệm đầu tiên trong số những khái niệm này thống trị, điều này rất dễ giải thích. Các khái niệm về cấu trúc của vật chất ở cấp độ nguyên tử và phân tử khi đó hoàn toàn chưa được phát triển - và do đó, nó là một bí ẩn về đặc tính của vật chất có thể chịu nhiệt. Đa số các triết gia không bận tâm đến việc cố gắng tìm ra đặc tính bí ẩn này - nhưng, dẫn dắt bởi bản năng bầy đàn, tôn trọng khái niệm nhiệt tiện lợi như một "vật chất tỏa nhiệt".

Ồ, họ đã tuân thủ nó một cách kiên trì làm sao - đến nỗi co rút ở các cơ cầm nắm. Hiểu: nhiệt lượng, như nó vốn có, được chuyển từ vật nóng sang vật lạnh khi chúng tiếp xúc với nhau. Càng nhiều nhiệt lượng trong cơ thể, nhiệt độ cơ thể càng cao. Nhiệt độ là gì? Và đây chỉ là thước đo hàm lượng nhiệt lượng. Nếu nhiệt lượng chuyển từ phải sang trái thì nhiệt độ ở bên phải cao hơn. Và ngược lại. Nếu nhiệt lượng không được chuyển sang phải hoặc sang trái, thì nhiệt độ ở bên phải và bên trái là như nhau. Hãy để các khái niệm "vật chất tỏa nhiệt" và "nhiệt độ" hóa ra được kết nối với nhau bằng một vòng luẩn quẩn logic, nhưng nếu không thì mọi thứ thật tuyệt vời. Thậm chí có thể rút ra kết luận thực tế: để làm nóng một cơ thể, cần phải bổ sung nhiệt lượng cho nó - so với những gì nó đã có. Và để bổ sung như vậy, cơ thể cần được làm nóng nhiều hơn, nếu không nhiệt lượng sẽ không được chuyển. Chiếu sáng! Trên cơ sở những ý tưởng này, động cơ nhiệt hoạt động đã được tạo ra! Nguyên tắc về tính bất phân hủy của nhiệt lượng thậm chí còn được xây dựng, tức là trên thực tế, định luật bảo toàn nhiệt lượng!

Tất nhiên, ngày nay chúng ta dễ dàng nói về sự ngây thơ của những kẻ kỳ quặc thời trung cổ này. Ngày nay chúng ta biết rằng nhiệt là một trong những dạng năng lượng, và định luật bảo toàn năng lượng không áp dụng cho bất kỳ dạng nào của nó. Định luật này áp dụng cho toàn bộ năng lượng - có tính đến thực tế là một số dạng năng lượng có thể được chuyển đổi thành dạng khác. Nhưng trong thời đại đó khi vật chất nhiệt lượng được coi là một phần không thể thiếu của Vũ trụ, thì nguyên lý không thể phá hủy của nó, do những tuyên bố về phạm vi phổ quát, đã khiến các nhà triết học phải kinh ngạc. Để thực nghiệm xác nhận nguyên tắc này - đúng, không phải trên phạm vi phổ thông mà ở quy mô địa phương - những chiếc hộp có đáy đôi, được gọi là nhiệt lượng kế, đã được phát minh và đưa vào sử dụng.

Thật là đáng kinh ngạc: trong quá trình tiến bộ khoa học và công nghệ, từ đồng hồ bấm giờ cơ học, đầu tiên họ chuyển sang đồng hồ thạch anh, rồi đến đồng hồ nguyên tử, từ băng đo trái đất họ chuyển sang máy đo khoảng cách laze, rồi đến máy thu GPS - và chỉ có nhiệt lượng kế mới quay được hoàn toàn không thể thay thế được trong vấn đề xác định trực tiếp hiệu ứng nhiệt. Cho đến nay, nhiệt lượng kế phục vụ người dùng một cách trung thực: người dùng tin tưởng vào chúng và nghĩ rằng với sự giúp đỡ của chúng, họ biết sự thật. Và vào thời Trung cổ, chúng được cầu nguyện, được bảo vệ khỏi con mắt của quỷ dữ, và thậm chí được xông khói - tuy nhiên, điều này không giúp ích được gì nhiều. Đây, hãy nhìn xem: quá trình đang được nghiên cứu tiến hành trong một tấm kính có các bức tường dẫn nhiệt, bên trong một tấm kính lớn chứa đầy chất đệm. Nếu trong quá trình đang nghiên cứu, nhiệt lượng được giải phóng hoặc hấp thụ, thì nhiệt độ của chất đệm tương ứng tăng hoặc giảm. Giá trị đo được trong cả hai trường hợp là chênh lệch nhiệt độ của chất đệm trước và sau quá trình đang nghiên cứu - sự khác biệt này được xác định bằng nhiệt kế. Thì đấy! Đúng vậy, một khó khăn nhỏ đã nhanh chóng được phát hiện. Các phép đo được lặp lại với cùng một quy trình thử nghiệm, nhưng với các chất đệm khác nhau. Và hóa ra rằng các chất đệm khác nhau có cùng khối lượng, thu được cùng một lượng nhiệt thì sẽ nóng lên theo các mức độ khác nhau. Không cần suy nghĩ kỹ, các bậc thầy về nhiệt học đã đưa vào khoa học một đặc tính nữa của các chất - nhiệt dung. Điều này khá đơn giản: nhiệt dung lớn hơn đối với chất chứa nhiều nhiệt hơn để có thể nóng lên bằng cùng một số độ, tất cả các chất khác bằng nhau. Đợi chút! Khi đó, để xác định hiệu ứng nhiệt bằng phương pháp nhiệt lượng, phải biết trước nhiệt dung của chất đệm! Làm sao bạn biết? Các bậc thầy nhiệt học, không cần căng thẳng, cũng đưa ra câu trả lời cho câu hỏi này. Họ nhanh chóng nhận ra rằng hộp của họ là thiết bị có mục đích kép, thích hợp để đo không chỉ hiệu ứng nhiệt mà còn cả nhiệt dung. Rốt cuộc, nếu bạn đo được sự chênh lệch nhiệt độ của chất đệm và biết lượng vật chất sinh nhiệt được nó hấp thụ, thì nhiệt dung mong muốn nằm trên đĩa bạc của bạn! Và điều đó đã xảy ra: hiệu ứng nhiệt được đo trên cơ sở kiến thức về nhiệt dung, và nhiệt dung được nhận biết trên cơ sở phép đo hiệu ứng nhiệt. Và nếu ai đó, không phải vì ác ý, mà hoàn toàn vì tò mò, hỏi: "Đầu tiên bạn đo cái gì - nhiệt lượng hay nhiệt dung?" - sau đó anh ta được trả lời với tinh thần này: "Nghe này, anh chàng thông minh, cái gì đến trước - một con gà hay một quả trứng?" - và chàng trai khôn ngoan hiểu rằng anh ta không nên hỏi những câu hỏi ngu ngốc.

Tóm lại: nếu bạn không hỏi những câu hỏi ngu ngốc, thì mọi thứ đều ổn trong phương pháp đo nhiệt lượng, ngoại trừ một sắc thái. Ngay từ đầu, phương pháp này đã dựa trên định đề quan trọng rằng vật chất có nhiệt lượng chỉ có khả năng chảy từ vật được nung nóng hơn sang vật ít bị nung nóng hơn. Sau đó, không ai nghĩ đến một điều đơn giản: nếu định đề quan trọng này là đúng, thì theo thời gian nhiệt độ của tất cả các vật thể sẽ bằng nhau - và, như người ta nói, amen. Tuy nhiên, nếu ai đó đã nghĩ đến điều đó, họ sẽ phản đối anh ta một cách hợp lý rằng kế hoạch của Đức Chúa Trời không thể chứa đựng sự ngu ngốc như vậy - và về điều này thì mọi người sẽ bình tĩnh lại.

Nói một cách dễ hiểu, khái niệm nhiệt lượng trong khoa học được hâm nóng một cách thoải mái. Vì vậy, Lomonosov của chúng ta, với sự giản dị mộc mạc của mình, không phù hợp với sự bình dị này. Rốt cuộc, anh ta không tuân theo một số khái niệm nhất định, anh ta nghiên cứu chúng - và đổi lại là đưa ra những khái niệm đầy đủ hơn. Trong "Những suy ngẫm về nguyên nhân của ấm và lạnh" (1744) Lomonosov đã công thức rõ ràng nguyên nhân của nhiệt - đó là "" của các phần tử cơ thể. Nhân tiện, anh ta lập tức đưa ra một kết luận phi thường: "". Ngày nay, một thuật ngữ mang tính khoa học cao hơn được sử dụng - "nhiệt độ không tuyệt đối", nhưng tên của Lomonosov không được nhắc đến. Rốt cuộc, anh ta đã không cẩn thận để phá hủy khái niệm về vật chất nhiệt lượng! Vì vậy, ông đã viết rằng các nhà triết học đã không hiển thị - "". “” Nếu sau đó các nhà triết học sử dụng các phương pháp của cơ học lượng tử, họ sẽ nghĩ ra một kiểu “giảm hàm nhiệt”. Mặc dù, đối với tất cả "chủ nghĩa tối nghĩa thời trung cổ", nó được coi là không đứng đắn, thẳng thắn đến mức ngu ngốc - nó chỉ trở nên phổ biến trong thế kỷ XX. Vẫn còn một thời gian dài chờ đợi … Và Lomonosov đã sắp xếp được điều hoang tưởng sau đây - về trọng lượng của "nhiệt lượng". "". Than ôi, Robert Boyle nổi tiếng đã làm sai điều gì đó: khi nung kim loại, cặn đóng trên nó và trọng lượng của mẫu tăng lên - nhưng do chất được thêm vào do phản ứng oxy hóa. "", Hơn thế nữa, "". Nhưng Lomonosov cũng đã kiểm soát "".

So với những lập luận tàn khốc này, toàn bộ học thuyết về vật chất nhiệt đều là những lời lảm nhảm trẻ con - ngay cả những người học việc trong các phòng thí nghiệm hóa học cũng hiểu điều này. Nhưng các bậc thầy hàn lâm đã không nhận ra sự đúng đắn của Lomonosov - họ đã khôn ngoan giữ im lặng đến chết. “Về trường hợp, chúng tôi không có gì để tranh cãi,” họ nghĩ. "Nhưng không thể là tất cả chúng ta đều là kẻ ngốc, và một mình hắn là thiên tài." Hơn nữa, ý nghĩ này đến với tất cả các nhà khoa học một cách ám ảnh. Mặc dù các học giả đã không đi đến thống nhất, nhưng bề ngoài nó thể hiện như một âm mưu trị giá một trăm đô la trên thế giới. Và họ đều là những người lương thiện và cao quý nhất. Còn về sự chọn lọc - lẫn nhau thì trung thực và cao thượng hơn. Một người trung thực lái xe một người trung thực và lái xe một người cao quý.

Lấy Euler, người được coi là bạn của Lomonosov. Khi Viện Hàn lâm Khoa học Paris công bố một cuộc thi cho công trình hay nhất về bản chất của nhiệt, nó đã chiến thắng trong cuộc thi và nhận được Giải thưởng Euler, người đã viết trong tác phẩm được trình bày: "" (1752). Nhưng trường hợp Euler này là một ngoại lệ. Phần còn lại của những người "trung thực và cao quý" giữ im lặng và kiên nhẫn chờ đợi cái chết của Lomonosov (1765). Và chỉ sau đó, chờ đợi thêm bảy năm để chung thủy, họ lại bắt đầu cuồng nhiệt về vấn đề nhiệt lượng. Bạn thấy đấy, không thể thừa nhận rằng Lomonosov đã đúng. Bây giờ, nếu anh ta làm bất kỳ việc nhỏ nào - ví dụ, phơi bày những ảo tưởng của cùng một Boyle, và chỉ có thế - thì bây giờ định luật Lomonosov sẽ có trong sách giáo khoa, cũng như định luật Boyle-Mariotte. Và Lomonosov đã mang đi và xúc tiến tất cả khoa học thời đó. Đồng ý, không viết trong sách giáo khoa "định luật thứ nhất của Lomonosov", "định luật thứ hai của Lomonosov", v.v. - khi điểm số lên nhiều chục! Học sinh sẽ bị nhầm lẫn! Đó là lý do tại sao các dữ kiện thực nghiệm mới, có thể được giải thích theo tinh thần của vật chất nhiệt lượng, được thông qua với một tiếng nổ.

Và có một số sự thật. Vào những ngày đó, các nhà tự nhiên học có một cách: trộn lượng nước lạnh như vậy với lượng nước nóng như vậy - và xác định nhiệt độ tạo thành của hỗn hợp. Kinh nghiệm khẳng định công thức của Richman: giá trị nhiệt độ là giá trị trung bình có trọng số - trong trường hợp cụ thể, với lượng nước nóng và lạnh bằng nhau, nó là giá trị trung bình số học. Và như vậy: nhà hóa học Black, và sau đó là nhà hóa học Wilke, bắt đầu kiểm tra công thức Richmann về trường hợp trộn nước nóng không phải với nước lạnh mà với nước đá - quyết định rằng, tại điểm nóng chảy, “nước đá đó, nước đó là một chuyện tào lao”. Kết quả được đưa ra - hôm nay có thể nói là chắc chắn - hoàn toàn đáng kinh ngạc. Nhiệt độ cuối cùng của nước đối với trường hợp khối lượng nước đá ban đầu bằng nhau ở 0^OC và nước ở 70^OC hóa ra là xa trung bình cộng - hóa ra là bằng 0^OS. Thổi bay tâm trí? Và sau đó! Tâm trí đen tối đến mức họ hăng hái đưa ra cho mình khái niệm về "sức nóng tiềm ẩn của băng tan". Theo khái niệm này, để làm tan băng, không đủ để làm nóng nó đến nhiệt độ nóng chảy, điều này sẽ cần một lượng nhiệt lượng nhất định được truyền cho nó, phù hợp với nhiệt dung của nó - nó cũng sẽ cần thiết để đẩy một lượng nhiệt lượng khổng lồ bổ sung vào trong băng, chúng sẽ tự tan chảy. Đúng, trong quá trình tan chảy, nhiệt độ của băng không thay đổi, và nhiệt kế không phản ứng với nhiệt lượng bổ sung này - đó là lý do tại sao nhiệt nóng chảy được gọi là "tiềm ẩn". Mọi thứ đều được nghĩ ra! Và, quan trọng nhất, kinh nghiệm xác nhận: nơi, họ nói, nguồn cung cấp nhiệt nước đi ở mức 70^OC, nếu không phải là nước đá tan ?! Đây là cách chúng tôi tìm ra giá trị số của nhiệt nóng chảy tiềm ẩn của nó. Các nhà học thuật đã khóc vì sung sướng - nhắm mắt trước thực tế là logic của Black và Wilke hoạt động theo giả định sơ bộ tất yếu: lượng ấm trong tự nhiên được bảo toàn. Với giả thiết ảo tưởng này, kết quả của Black và Wilke đã thực sự xác nhận sự có mặt của vật chất nhiệt lượng. Mọi thứ bắt đầu lại từ đầu. Tuy nhiên, những nỗ lực của Lomonosov đã không vô ích: nhiệt lượng hiện tại được quy cho một tính chất cụ thể như không có trọng lượng - nếu không, thực tế, nó trở nên buồn cười. Và họ đã phát hành, thay vì nhiệt lượng, một chất lỏng nhiệt lượng không trọng lượng, mà họ chọn một cái tên thích hợp: caloric. Và họ ngày càng trở nên xinh đẹp hơn trước.

Tại sao chúng ta lại nói về điều này một cách chi tiết như vậy? Bởi vì sẽ rất hữu ích khi biết trò chơi về sự nóng lên tiềm ẩn của các phép biến đổi tổng hợp đã xuất hiện trong vật lý - điều vẫn được coi là chân lý khoa học này như thế nào. Chúng ta sẽ phải nói một vài từ về “bản chất khoa học” của “sự thật” này.

Hãy tưởng tượng: tấm kính bên trong của nhiệt lượng kế chứa nước và nước đá - ở trạng thái cân bằng nhiệt với nhau và với chất đệm. Một sự gia tăng nhiệt độ không đáng kể, lên đến cái gọi là. điểm lỏng - và sự cân bằng pha giữa nước đá và nước sẽ bị vi phạm: băng sẽ bắt đầu tan chảy. Nhiệt cho sự nóng chảy này sẽ đến từ đâu? Từ chất đệm, hoặc chất gì? Nhưng sau đó nhiệt độ của nó sẽ giảm xuống, và dòng nhiệt "để nấu chảy" sẽ dừng lại. Trên thực tế, tất cả băng sẽ tan chảy, và nhiệt độ sẽ vẫn ở điểm lỏng. Vụ bê bối!

Có thể các nhà học thuật ngày nay coi kết quả này là một ngoại lệ khó chịu nào đó, vì trong các trường hợp khác, họ nói, các kết quả gặp nhau hoàn hảo - ví dụ, khi tính toán cân bằng nhiệt của sao tau-Ceti. Không, những người thân yêu, bạn sẽ không nhận ra với một "ngoại lệ" ở đây. Theo ý kiến của bạn, sự hình thành băng trong các vùng nước hở cũng nên đi kèm với hiệu ứng nhiệt - chỉ bây giờ mới giải phóng “nhiệt của phản ứng tổng hợp” tương tự. Các bạn, những người thân yêu của tôi, đã gặp khó khăn để tìm ra - điều này sẽ dẫn đến kết quả gì? Băng phát triển từ bên dưới, và độ dẫn nhiệt của nước đá kém hơn nước hai bậc. Do đó, trên thực tế, tất cả "nhiệt của phản ứng tổng hợp" nên được giải phóng vào nước dưới lớp băng. Nếu chúng ta thay thế các giá trị tham chiếu vào phương trình cân bằng nhiệt đơn giản nhất cho trường hợp đang xét, thì sự hình thành của một lớp băng 1 mm sẽ làm nóng lớp nước 1 mm liền kề lên 70 độ (và a Lớp nước 0,5 mm - lên tới 140 độ; tuy nhiên, đã ở 100^ONó sẽ bắt đầu sôi). Làm thế nào để bạn thích kết quả này, thân yêu? Có thể bạn sẽ nói rằng chúng tôi đã không tính đến việc trộn nhiệt của nước một cách vô ích? Thật vậy, trong phạm vi từ 0^O Lên tới 4^OC, nước ấm hơn chìm xuống và nước lạnh hơn dâng lên. Thật là một! Nhưng, ngay cả trong điều kiện trộn như vậy, nếu có nguồn nhiệt trên bề mặt nước thì nước ở trên sẽ ấm hơn ở dưới. Trên thực tế, đặc điểm nhiệt độ Bắc Cực điển hình trong nước dưới lớp băng như sau: nước tiếp xúc với băng có nhiệt độ gần với điểm đóng băng, và khi độ sâu tăng lên (trong một lớp nhất định), nhiệt độ tăng lên. Đây là bằng chứng hiển nhiên: không có dòng nhiệt nào truyền vào nước từ băng, ngay cả từ băng đang phát triển. Các nhà hải dương học đã nhận ra điều này từ lâu, nên họ đã phát minh ra một thứ ngu ngốc như vậy: "". Sự ấm áp này sẽ làm gì tiếp theo, được tính toán trên quy mô khu vực, tính bằng hàng nghìn tỷ kilocalories - các nhà hải dương học không còn quan tâm nữa; hãy để các kỹ sư khí quyển đối phó với sự ấm áp này hơn nữa. Người ta có thể nghĩ rằng các nhà hải dương học không biết rằng độ dẫn nhiệt của nước đá kém hơn nước hai bậc. Người ta tự hỏi ở đâu, các cuộc thám hiểm Bắc Cực đang lặp đi lặp lại, và các nhà thủy văn học đang làm gì ở đó cùng với các nhà khí tượng học - họ đang cắt các tác phẩm điêu khắc trên băng, hay là gì?

Và không cần phải lê bước đến Bắc Cực để đảm bảo rằng không có sự tỏa nhiệt khi nước đóng băng. Trên TV, MythBusters cho thấy trải nghiệm có thể tái tạo cao. Một chai bia lỏng siêu lạnh được lấy ngay ngắn từ tủ lạnh. Bạn chọc vào chai này - và bia trong đó đóng băng thành đá trong vài giây. Và cái chai vẫn lạnh … Kinh nghiệm này có sức phổ biến rộng rãi. Từ khóa: “ấm, lạnh, chai, bia” - mọi thứ đều rất dễ hiểu. Ngay cả đối với các nhà khoa bảng ngày nay.

Hãy tưởng tượng những học giả này sẽ khó khăn như thế nào: vì không có "nhiệt nhiệt hạch tiềm ẩn", bạn sẽ không chỉ phải viết lại vật lý cho lớp bảy mà còn phải bào chữa - cách một số nhà hóa học thời trung cổ Black và Wilke đã lừa họ. Và làm thế nào người ta có thể biện minh cho chính mình nếu các học giả vẫn không hiểu bí mật của thủ thuật đó? Được rồi, hãy cho bạn xem. Bí mật là băng ở 0^O, sau khi trộn nó với nước nóng, nó không tăng nhiệt độ: nó nóng chảy ở nhiệt độ không đổi. Và cho đến khi nó tan chảy hoàn toàn, nó là một nguồn làm mát: nước tiếp xúc với nó, lúc đầu nóng, trở nên ấm, sau đó nguội, sau đó là đá … với trọng lượng ban đầu bằng nhau của nước đá là 0^OC và nước ở 70^OС, tất cả nước kết quả sẽ ở 0^OC. Trường hợp, như bạn thấy, rất đơn giản. Nhưng không, họ đang yêu cầu chúng tôi giải thích - nhưng họ nói, nhiệt mà nước nóng có ở đâu? Các bạn ơi, câu hỏi này sẽ phù hợp nếu định luật bảo toàn nhiệt có tác dụng trong tự nhiên. Nhưng nhiệt năng không được bảo toàn: nó được chuyển đổi tự do thành các dạng năng lượng khác. Dưới đây chúng tôi sẽ minh họa rằng một hệ thống kín có khả năng thay đổi nhiệt độ của nó - và thậm chí theo những cách khác nhau.

Và đối với sự biến đổi tổng hợp của vật chất như nóng chảy, rõ ràng là nó không cần bất kỳ "nhiệt tiềm ẩn" nào. Đun nóng mẫu đến điểm nóng chảy - và duy trì nếu cần - và mẫu sẽ tan chảy mà không cần sự trợ giúp. Những ai đã xem bộ phim sử thi "Chúa tể của những chiếc nhẫn" hẳn còn nhớ những giây cuối cùng của Chiếc nhẫn toàn năng. Nó rơi vào miệng của "ngọn núi thở ra lửa" - và bây giờ nó nằm ở đó, nằm ở đó … nóng lên, nóng lên … và, cuối cùng - một cuộn cảm! Và thay vì một chiếc nhẫn - những giọt nước đã lan rộng. Cảnh quay này đã được các nhà làm phim rất thành công. Cảm giác đầy đủ của thực tế!

(Đoạn trích có chiếc nhẫn có thể xem tại link:

Vàng có khả năng dẫn nhiệt tốt, và chiếc nhẫn rất nhỏ, vì vậy nó nóng lên toàn bộ ngay lập tức. Và, ngay lập tức trong toàn bộ khối lượng, nó được làm nóng đến điểm nóng chảy - ngay lập tức và tan chảy, mà không cần nhiệt lượng không cần thiết. Nhân tiện, những người chứng kiến sự nung nóng của kim loại phế liệu, chẳng hạn như nhôm trong lò cảm ứng, chứng minh rằng: nó không nóng chảy dần dần, từng giọt - trái lại, những mảnh lồi lõm bắt đầu nổi và chảy ngay lập tức trong toàn bộ thể tích của chúng. Trong trường hợp của nước đá, việc không có nhu cầu nhiệt không cần thiết cho quá trình tan chảy không phải là điều hiển nhiên, đơn giản vì tính dẫn nhiệt của nước đá kém hơn nhiều so với kim loại. Do đó, băng tan dần, từng giọt. Nhưng nguyên tắc là giống nhau: cái gì được nung nóng đến điểm nóng chảy - thì ngay lập tức nóng chảy.

O. Kh. Derevensky

Đọc hoàn toàn