Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 40. 4 okt. 1930 - Termodynamikens tre huvudsatser, av E. Hubendick
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
11 okt. 1930
TEKNISK TIDSKRIFT
563
Detta påstående giver emellertid anledning till
reflexioner, vilka äro ägnade att klarlägga, vad den
vid —273°C belägna absoluta nollpunkten innebär.
Temperaturen är för värmeenergien liksom höjden
för höjdenergien en intensitetsstorhet. Vi kunna
tänka oss från t. e. Celsiusskalans nollpunkt en
positiv temperatur, huru hög som helst. Däremot skulle
vi vara tvungna tänka oss, att temperaturen plötsligt
"tog slut" vid — 273°C. Detta vållar oss svårigheter.
Samtidigt leder tredje huvudsatsen till den
förbluffande konsekvensen, att —273°C är en
ouppnåelig temperatur och experimentella försök synas
stödja detta påstående.
Men om—273°C är en ouppnåelig temperatur, så
måste denna siffra representera en oändligt avlägsen
punkt. Kan —-273°C vara en oändligt avlägsen
punkt?
Vad temperaturen är, veta vi ingenting om. Vi
hava blott funnit ett sätt att mäta temperaturen
medelst ett instrument, som försetts med en
fullkomligt godtyckligt väld skala. Men för denna hava
vi funnit en objektiv nollpunkt. Vi måste därför
skilja på temperaturen som sådan, vilket är en sak,
och skalan varmed vi mäta temperaturen, vilket är
en helt annan sak. Ett fast funktionssamband finnes
dem emellan, men vilket detta är, veta vi ingenting
om. Vi hava blott funnit, att skalan giver oss en
objektiv uppfattning om temperaturens storlek.
Skalan är därtill utomordentligt lyckligt funnen, ty
vi erhålla mycket enkla ekvationer. Är emellertid
absoluta nollpunkten en oändligt avlägsen punkt, så
kunna vi alltid föreställa oss funktionssambandet
mellan temperaturen som sådan och skalan på sådant
sätt, att den tempera turskala vi använda, är
projektionen av den verkliga temperaturen på en viss
riktning. Om den verkliga temperaturen veta vi då att
den vid —273°C förlöper asymptotiskt till en annan
riktning, eftersom denna temperatur är ouppnåelig.
Vidare kunna vi draga den slutsatsen, att
funktionssambandet mellan den verkliga temperaturen och
skalan måste följa någon sannolikt ganska enkel lag,
vilken veta vi ej. Olika möjligheter härför hava
framförts.
Med detta betraktelsesätt kunna vi även giva de
tre huvudsatserna en annan formulering, vilken ur
ingenjörssynpunkt ej torde sakna sitt intresse. Man
har kallat första huvudsatsen en bevarelseprincip
och andra en begränsningsprincip. Vi skola finna,
att tredje huvudsatsen förhåller sig till andra på
samma sätt som andra förhåller sig till den första.
Formuleringen blir följande:
Första huvudsatsen lär, att vi med en
cirkelprocess kunna förvandla värme till arbete, varvid råder
ett konstant samband mellan den värmemängd som
förvandlats till arbete och det arbete, som erhålles.
Andra huvudsatsen lär emellertid, att vid en dylik
omvandlingsprocess ej allt värme förvandlas till
arbete utan att en viss del, beroende på
temperaturförhållandena, förblir kvar oomvandlad.
Andra huvudsatsen lär emellertid även, att om vid
en cirkelprocess det ej omvandlade värmet
bortföres vid absoluta nollpunkten, så blir dess mängd
noll och allt tillfört värme omvandlas därvid till
arbete. Tredje huvudsatsen lär dock, att även om
vi principiellt kunde tänka oss ett värmemagasin
med — 273°C temperatur, så kunna vi ändå ej med
några medel uppnå denna temperatur, varför det
sålunda är ej blott praktiskt utan även principiellt
omöjligt att vid en ombildningsprocess förvandla
allt värme till arbete.
Ofta hava de tre huvudsatsernas giltighet dragits
i tvivelsmål. Det kan hava sitt intresse att kasta
en blick på denna fråga.
Om första huvudsatsen skriver Nernst
(Theoretische Chemie, elfte upplagan 1926, sid. 16): "Lika
fruktlösa som talrika uppfinnares bemödanden varit,
att konstruera en maskin, vilken är i stånd att
oupphörligt producera arbete, utan att det behöves någon
förbrukning för att hålla maskinen i gång, lika
glänsande var insikten, vilken förklarade misslyckandena
genom en naturlag: på den mark som blivit rikligt
gödslad av olyckliga uppfinnares grusade illusioner,
uppväxte såsom ett träd insikten om energiens
oförstörbarhet, vars gyllene frukter Mayer och Helmholtz
plockade." Satsen om energiens oförstörbarhet
bestrider numera ej heller någon naturvetenskapligt
bildad person. Den enda modifikation, som denna
sats undergått sedan den uppställdes är dess
utvidgning till att även massa och energi äro ekvivalenta
i det att energien är lika med massan gånger ljusets
hastighet i kvadrat. Det kan ifrågasättas, huruvida
ej därmed denna sats kan förmodas hava erhållit
universell betydelse.
Vida mer har andra huvudsatsen blivit angripen.
Enligt första huvudsatsen skulle intet hindra att
tänka sig en maskin, vilken omsatte omgivningens
värme i arbete, vilket använt för att driva våra
maskiner och fordon åter omsattes i värme för att
därefter ånyo påbörja samma kretslopp. Ett dylikt
förlopp står ej i strid med första huvudsatsen. Nernst
säger härom (Theoretische Chemie): "Tyvärr tyckes
en sådan anordning, vilken skulle göra stenkolen
värdelösa såsom energikälla, vara en chimär, alldeles
som det perpetuum mobile, som skulle göra arbete av
intet; åtminstone göra många försök detta mer än
blott sannolikt. Vi komma sålunda, i det vi taga
facit av många felslagna bemödanden- på en alldeles
analog väg, som förde till insikten om första
huvudsatsen, till satsen, att en anordning, som skulle
oavbrutet omsätta omgivningens värme till yttre arbete
står i strid med en naturlag. Blir genom erkännande
av denna sats den mekaniska uppfinnareanden ett
problem fattigare, så vinner naturforskningen härpå
en i sina användningar nästan outtömlig princip."
Man torde ej kunna underlåta att märka en viss,
om än ringa, måhända t. o. m. oavsiktlig, tvekan i
dessa Nernsts uttalanden beträffande andra
huvudsatsens giltighet. Andra huvudsatsens uttryck, att
alla verkliga förlopp äro förbundna med
entropi-ökning och att den aldrig uppnådda gränsen är att
entropiökningen bleve noll, har som bekant fört till
hypotesen om att världen skulle "dö värmedöden".
Då vi måste antaga, att världen existerat mycket
länge, men ändå icke "dött värmedöden", måste i
denna hypotes finnas något fel. Arrhenii och andras
försök att påvisa, vari felet skulle ligga respektive
att påvisa processer, förbundna med
entropiminsk-ning, hava dock ej fört till något resultat. Arrhenii
teori om strålningstrycket synes ej hava stått sig inför
kritiken, och Nernst kritiserar själv sin hypotes, att
de stora kvantiteter "nollpunktsenergi", som finnas
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
