Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

90 5. ЗАКОНЫ (НАЧАЛА) ТЕРМОДИНАМИКИ Приступая к рассмотрению законов термодинамики, отметим, что законы термодинамики основаны на опытных данных. Они ха- рактеризуют совокупность (множество, ансамбль) объектов и не могут быть применены к отдельным элементам. Сначала в термодинамике постулировали три закона, к которым впоследствии добавили четвертый (сейчас его называют нулевым за- коном). Нулевой закон формулируется следующим образом: две сис- темы, находящиеся в тепловом равновесии с третьей системой, нахо- дятся в равновесии и между собой: если Т 1 = Т 2 и Т 2 = Т 3 , то T 1 = Т 3 . Таким образом, нулевой закон термодинамики утверждает, что во всех точках равновесной системы температура одинакова. 5.1. Первый закон термодинамики В 1840 г. немецкий врач Юлиус Роберт Майер установил, что количество окисляемых продуктов в организме человека возрастает с увеличением выполняемой им работы. Это дало Майеру основание допустить, что теплота и механическая работа способны взаимопрев- ращаться. В 1843 г. английский физик Джеймс Прескотт Джоуль экспери- ментально показал, что теплоту можно получить за счет механичес- кой работы, и определил величину механического эквивалента тепло- ты, дав тем самым опытное доказательство закона сохранения энер- гии. Математическое обоснование этого закона дал немецкий есте- ствоиспытатель Герман Гельмгольц.