Статьи автора

Термодинамика Джеймса Уатта – проигнорирована или не понята?

№3 от 29.09.2021

При анализе генезиса развития термодинамики как науки в качестве отправной точкой обычно рассматривается теоретическая работа С. Карно, опубликованная в 1824 г. Карно изучил цикл идеального теплового двигателя и сформулировал условие его максимальной эффективности. В настоящей статье будет рассмотрен вклад Дж. Уатта в формирование фундаментальных понятий термодинамики в ходе его работы по усовершенствованию паровой машины Ньюкомена и разработке собственного парового двигателя. Показано, что Уаттом были впервые определены свойства термодинамических величин, такие как скрытая теплота и плотность пара. Авторы доказывают первенство Уатта в исследованиях зависимости давления насыщенного пара от температуры, в которых была обнаружена критическая точка при исчезновении скрытой теплоты. Эти результаты Уатта на много десятилетий опережают исследования термодинамического критического состояния Т. Эндрюса и Дж. Томсона. В статье также рассмотрено исследование Уаттом термодинамических циклов. Показано, что известный в истории термодинамики цикл Ренкина с влажным паром впервые изучил Уатт. Также он был первым ученым, кто ввел понятие объемной работы паровой машины, определяемое как произведение давления и объема, и разработал прибор, позволяющий измерять эту величину, индикатор давления. Рассмотрены результаты, полученные Уаттом, опережающие работы Дж. Прескотта Джоуля по охлаждению и конденсации пара в процессе расширения. В статье представлена интерпретация патента Уатта 1769 г., который имеет большое значение как первоисточник для последующего изучения и установления принципов преобразования энергии. Фактический материал, приведенный в статье, показывает, что научные исследования Уатта не включены в историю термодинамики, и это позволяет сделать вывод, что в истории термодинамики научные исследования Уатта остались не поняты, либо их просто не заметили.

2262 14