Запасные части для коммунальной и дорожно-строительной техники

Физмат

1912. Каллендар Г.Л., "Представление о теплороде в термодинамике".


Представление о теплороде в термодинамике.

Каллендар Г.Л.

Речь, произнесенная 5-го сентября (н.с.) 1912 г. при открытии заседаний
секции физики на съезде Британской Ассоциации в Дёнди (Dundee).

Сборник «Новые идеи в физике» (Непериодическое издание, выходящее под редакцией заслуженного
профессора И.И. Боргмана). Сборник шестой, «Природа теплоты», СПб, изд-во «Образование», 1913, стр. 124-158.

        Большинством моих предшественников на этом кресле установлен обычай выбирать для председательской речи какую-либо идею или теорию, достаточно важную и широкую, чтобы привлечь общее внимание, и рассматривать ее при свете современных экспериментальных данных. Иногда бывает полезным таким образом подвергнуть пересмотру основы наших знаний и попытаться выяснить, поскольку они покоятся непосредственно на данных опыта, и поскольку они представляют собою только следствия той или другой динамической аналогии, которая может до известной степени выражать результаты опыта, но может и привести к ошибочным заключениям, если ее распространить слишком далеко. Я намерен сегодня рассмотреть некоторые из наших основных понятий, относящихся к природе теплоты, и в частности я хочу показать, что мы можем с пользою внести в нашу современную теорию некоторые идеи из старой калорической или материальной теории тепла, которая столько времени была забыта и считалась совершенно дискредитированною. Это, может быть, многим из вас покажется шагом назад, ибо обыкновенно полагают, что калорическая теория тепла находится в непримиримом противоречии с кинетическою теорией и с законом сохранения энергии. Я поэтому замечу уже сейчас, что это вовсе не так - если только правильно толковать эту теорию и применят ее, считаясь с данными опыта. Ошибки делались при применении как одной, так и другой теории, но обыкновенно принято выделять все противоречия, к которым приводит, благодаря неверному применению, калорическая теория, и сопоставлять их с правильными выводами кинетической теории; таким образом и создался ошибочный взгляд, что в калорической теории есть что-то в корне неправильное, и что она по самому существу дела не в состоянии правильно выразить факты. Но я попытаюсь показать, что этот воображаемый антагонизм между обеими теориями не имеет под собою реальной почвы. Эти две теории скорее следует рассматривать, как два различных способа для описания тех же явлений. Ни один из них не является исчерпывающим без другого. Кинетической теории следует отдать предпочтете при элементарном изложении фактов. И действительно, почти исключительно ею и, пользуются для этой цели. Но во многих случаях калорическая теория имеет перед кинетической теорией то преимущество, что она с самого начала подчеркивает важность некоторых фундаментальных фактов, которая при другом способе изложения слишком часто остается совершенно скрытою.
        Объяснение возникновения тепла при трении было одним из первых затруднений, на которое наткнулась калорическая теория. Одно объяснение, предложенное Кавендишем и др., состояло просто в том, что теплород при трении создается точно так же, как при трении   создается электричество. Другое объяснение, которое пользовалось  более общим признанием, заключалось в том, что обломки, опилки и т.п. частицы, отрываемые от твердых тел при таких операциях, как например, сверление пушек, обладают меньшею теплоемкостью, чем то же вещество в сплошной массе; теплород, раньше находившийся в данном веществе, как полагали, только вытесняется из него при трении, и при этом совершенно не создается нового количества теплорода. Но этому объяснению противоречили знаменитые опыты Румфорда и Дэви, которые показали, что трение не уменьшает теплоемкости тел и что теплота не может быть материальною субстанциею, так как количество её, которое можно получить трением, по-видимому, неисчерпаемо. Румфорд показал также, что после нагревания тела нельзя открыть ни малейшего  увеличения  в его весе, даже самыми чувствительными приборами того времени. Теплород, очевидно, не обладает в сколько-нибудь заметной степени свойствами обыкновенной весомой субстанции; но если он имеет хоть какое-нибудь реальное существование, а не является только удобной математическою фикциею, он должен представлять собою нечто, по природе своей сходное с электрическими субстанциями, которые уже успели сыграть такую полезную роль в описании различных явлений, хотя их действительное существование в качестве физических реальностей тогда не было доказано. Теплота, по мнению Румфорда и Дэви, может быть только видом движения или колебания мельчайших частиц материи; но в такой форме эта идея была слишком расплывчатой, чтобы могла служить основою для каких-либо измерений или вычислений. Простое же представление о теплороде, как об измеримом количестве чего-то, было достаточно для многих целей; это представление в руках Лапласа и других привело к верным результатам при определении отношения теплоемкостей газов (при постоянном объем и при постоянном давлении), для адиабатического расширения газов и для других фундаментальных вопросов; но все же многие вопросы, касающиеся взаимоотношения между теплотою и работою, оставались темными.
        Самым большим вкладом, внесенным калорической теорией в термодинамику, была бессмертная работа Карно (Carnot): «О движущей силе огня» ("Sur la puissance motrice du feu"). Одним из самых поразительных примеров незаслуженного недоверия, которому подвергалась калорическая теория, является тот факт, что работа Карно, представляющая собою поистине фундамент всей современной термодинамики, выставляется, как заблуждение, и логика её подвергается нападкам исключительно на том основании, что большинство его рассуждений выражено на языке калорической теории. Отдавая должное заслугам Карно, я не могу - даже под страхом утомить этой старой историей ваше внимание - не воспользоваться случаем, чтобы повторить в самых существенных чертах его рассуждения, ибо они случайно представляют собою самое лучшее введение в представления о тепловой субстанции (теплороде) и выясняют, каким образом следует измерять то или другое количество его.
        В то время, когда Карно писал свою работу, было уже установлено важное значение паровой машины для промышленности, и всеми сознавалась выгода, получаемая при пользовании расширением газообразного тела. Незадолго перед этим были изобретены воздушный тепловой двигатель и примитивный вид двигателя внутреннего сгорания. Принимая во внимание большую величину скрытой теплоты парообразования водяного пара, были уверены, что удастся получить больше энергии от того же количества тепла, т.е. при том же расходе топлива, если вода будет заменена каким-либо другим веществом, как, например, спиртом или эфиром. Карно поставил себе целью исследовать условия получения движущей силы от теплоты, выяснить, какой предел поставлен производительности машин и следует ли предпочесть водяному пару какие-либо другие агенты. Это все были вопросы, имевшие непосредственное практическое значение для инженеров, но ответь, найденный Карно, оказался охватывающим всю область наших знаний до самых далеких его пределов.
        Исследуя получение работы от теплоты, необходимо, как указал Карно, рассматривать полный круг или цикл процессов, по завершении которых рабочее вещество и все части машины возвращаются к своему первоначальному состоянию. Ничего, кроме теплоты, т.е. соответствующего количества топлива, не должно быть введено в машину: в противном случай часть полученной движущей силы могла бы быть приписана не одной только теплоте, а изменениям в рабочем веществе или в расположении механизмов. Здесь Карно принимает основную аксиому циклов (круговых процессов), которую он высказывает следующим образом: «Если тело подверглось каким-либо изменениям и после определенного числа превращений приведено опять точно в свое первоначальное состояние в отношении плотности, температуры и агрегатного состояния, то оно должно содержать то же количество тепла, какое оно содержало первоначально». Это не ограничивает практического применения теории, ибо все машины повторяют правильный ряд операций, который в теории можёт быть сведен к соответствующему круговому процессу, в котором все возвращается к своему первоначальному состоянию.
        Самое характерное свойство всех тепловых машин, если оставить в стороне детали механизма, это производство двигающей силы попеременным расширением и сжатием, или же нагреванием и охлаждением рабочего вещества. Таким образом, в машинах всегда необходимо должна существовать получаемая сжиганием топлива или как-нибудь иначе разность температур между двумя телами, как, например, между котлом и холодильником паровой машины, которые могут быть рассматриваемы соответственно, как источник и место стока тепла. Где бы ни существовала разность температур, ее можно использовать в качестве движущей силы, и, обратно, без разности температур нельзя из теплоты получить движущей силы при помощи кругового или незамкнутого процесса. На основании этих соображений Карно вывел следующее простое правило, достаточное для нахождения максимального эффекта тепловой машины: «Чтобы получить максимальный эффект, необходимо, чтобы в применяемых процессах не было никакого непосредственного обмена теплом между телами, обладающими заметно различными температурами». Непосредственный перенос тепла между телами с заметно различными температурами был бы равносилен уничтожению  разницы температур, которая могла бы быть использована для производства движущей силы. Равенство температур здесь принимается за предельное условие теплового равновесия, так что бесконечно малой разности температур достаточно для определения потока тепла в том или другом направлении. Машина, удовлетворяющая правилу Карно, будет обратимой относительно тепловых процессов. Карно воспользовался этим свойством обратимости для теоретического доказательства того, что машина такого типа должна обладать наибольшею возможною производительностью (максимальным экономическим коэффициентом). Если при своем обычном, т.е. прямом ходе такая машина берет количество тепла Q от источника (нагревателя) и, вернув некоторое количество его холодильнику*, в итоге каждого цикла дает полезную работу W, то при обратном ходе машины, когда ей сообщают за каждый цикл количество движущей силы W, она в предельном случае возьмет от холодильника то же количество тепла, которое раньше она ему отдавала, и передаст нагревателю то же количество тепла Q, которое она при прямом ходе от него брала. Все подобные машины должны иметь одну и ту же производительность (измеряемую отношением полученной работы к количеству тепла, взятого от источника, W/Q), каково бы ни было рабочее вещество, только они работают между теми же температурами: действительно, если бы это было не так, то теоретически было бы возможно, заставив более производительную машину приводить в движение менее производительную обратимую машину, вернуть нагревателю все взятое от него количество тепла и получить в итоге некоторое количество полезной работы без затраты топлива; это - результат достаточно невероятный, он может служить основою доказательства от противного. Таким образом, Карно вывел свой знаменитый принцип, который он сам выразил следующим образом: «Движущая сила, которую можно получить от теплоты, не зависит от природы приведенных для этого в движение агентов. Количество её определяется исключительно предельными температурами, между которыми имеет место перенос тепла».
        Обыкновенно возражения против доказательства Карно основываются на том, что придуманная им комбинация могла бы производить полезную работу, не нарушая принципа сохранения энергии и не устанавливая того, что мы теперь подразумеваем в механике под perpetuum mobile обычного типа (perpetuum mobile первого рода). Вошло в обычай вводить в доказательство принципа Карно закон сохранения энергии и под конец обращаться к какой-либо добавочной аксиоме. Всякое доказательство подобного рода всегда до известной степени является делом личного вкуса; но так как на основании одного закона сохранения энергии нельзя вывести принципа Карно, то, мне кажется, жаль усложнять доказательство введением в него этого закона. Для рассматриваемого случая бессмысленность тепловой машины, работающей без топлива, представляет собою самую подходящую невероятность, которую только можно придумать. Окончательное решение, во всяком случае, должно принадлежать опыту. В настоящее время экспериментальное подтверждение принципа Карно в его самых широких применениях настолько превосходить своим значением всякое дедуктивное доказательство, что мы спокойно можем согласиться с логикою, удовлетворявшей Карно, вместо того, чтобы запутывать сущность дела, оспаривая его рассуждения.
        Карно сам занимался проверкою своего принципа всеми возможными способами, насколько это позволяли скудные данные, имевшиеся в то время. Он также сделал из своего принципа несколько важных выводов, которые противоречили общепринятым в то время взглядам, но которые впоследствии точно оправдались. Он, по-видимому, сначала разработал эти результаты аналитически - на что указывают его примечания - и только после этого выразил свои уравнения в тексте словами, чтобы сделать их удобопонятными для читателей не математиков. Но вследствие этого некоторые из самых важных его заключений были забыты или приписаны другим. За отсутствием точных сведений о свойствах вещества в более или менее обширной области температур, он не был в состоянии непосредственно приложить свой принцип в общей форме ко всяким разностям температур. То же затруднение, хотя в меньшей степени, мы испытываем еще и по сей день. Но Карно показал, что в применении его принципа можно достигнуть значительного упрощения, если рассматривать цикл бесконечно малых размеров при какой-либо температуре t. В этом простом случае принцип этот равносилен утверждению, что работа, которую можно получить от единицы тепла при падении его на градус (или в результате цикла, соответствующего одному градусу) при температуре t, представляет собою некоторую функцию F’(t) от этой температуры (известная под названием функции   Карно), которая должна иметь для всякого вещества одно и то же значение при одинаковых температурах. Из грубых данных, имевшихся в то время относительно свойств водяного пара, спирта и воздуха, он мог вычислить численное значение этой функции в килограммометрах работы на большие калории для различных температур между 0° и 100°С, и показать, что оно в пределах ошибок наблюдения приблизительно одно и то же для этих различных веществ при одних и тех же температурах. Для паров спирта при их температуре кипения 78,7°С он нашел значение F’(t) = 1,230 килограммометра на большую калорию при падении на градус. Для водяного пара при той же температуре он нашел, приблизительно, то же число, а именно, F’(t) = 1,212.
        Итак, для производительности машин не может представить никакой выгоды замена водяного пара паром спирта. Карно мог также показать, что работа, даваемая большою калорией при падении на градус, вероятно, уменьшается с повышением температуры, но данные его недостаточно указывают закон этого уменьшения.
        Уравнение, которым пользовался Карно для нахождения численных значений его функции из экспериментальных данных для пара и алкоголя, представляет собою непосредственное выражение его принципа в применении к насыщенному пару. Это уравнение теперь общеизвестно под названием уравнения Клапейрона, так как сам Карно случайно не дал ему алгебраической формы, хотя принцип и детали вычисления описаны им весьма подробно и точно. При вычислении значения своей функции для воздуха Карно пользовался известным значением разности удельных теплоемкостей при постоянном давлении и при постоянном объеме. Он показал, что эта разность должна быть постоянной для одинаковых объемов всех газов, взятых при одинаковом давлении и температуре, в то время, как до тех пор всегда принималось, что постоянным для различных газов должна быть не разность удельных теплоемкостей, а их отношение. Карно дал также общее выражение для количества тепла, поглощаемого газом во время расширения при постоянной температуре, и показал, что это количество тепла должно быть в постоянном отношении к работе расширения. Эти результаты были подтверждены опытом, только спустя много лет, отчасти Дюлонгом (Duloyg), а более полно Джоулем (Joule), но теоретические предсказания Карно были всеми забыты, хотя они имели большой интерес и весьма важное значение.
        Причину такого пренебрежения следует, вероятно, искать в том факте, что выражения Карно содержали неизвестную функцию F’(t) температуры, вид которой нельзя было раскрыть, не сделав некоторых предположений относительно природы тепла и шкалы температур.
        Мне удалось открыть нисколько лет тому назад, что в действительности сам Карно дал правильное решение этого фундаментального вопроса в одном из самых важных примечаний, где оно оставалось похороненным и незамеченным более восьмидесяти лет. Он показал при помощи непосредственного приложения калорической теории, что если измерять температуру по шкале идеального газа (которая теперь является общепринятой), то - согласно калорической теории - его функция F’(t) будет иметь одно и то же значение для всех температур и может быть выражена просто постоянным числом А (нашим «механическим эквивалентом»), значение которого зависит от выбранных нами единиц работы и тепла. Другими словами, работа W, произведенная количеством теплорода Q в цикле Карно между температурами Т и То, измеренными по газовой шкале, выражается следующим простым равенством:
        W = АQ(Т-То).
        С первого взгляда ясно, что это уравнение, полученное Карно из калорической теории, не только не находится в противоречии с механическою теорией тепла, но, напротив, представляет собою прямое применение закона сохранения энергии к циклу Карно. Если для нижнего предела То цикла взять абсолютный нуль газового термометра, то мы увидим, что максимальное количество работы, какое можно получить от данного количества теплорода Q при температуре Т, просто равно АQТ, т.е. абсолютной величине энергии, переносимой теплородом, взятым из нагревателя при температуре Т. Энергия теплорода, отданного холодильнику при температуре То, равна АQТо. Произведенная внешняя работа равна разности между тепловою энергией, взятою и отданной во всем цикле.
        Сам Карно для использования этого равенства пользовался часто приводимою аналогией водопада: теплороду можно приписать обладание движущею силою или энергией в силу разности температур так же, как о воде говорят, что она обладает движущею силою вследствие разности уровней или давления. Предел движущей силы, которую можно получить от обратимой машины, в том и другом случае прямо пропорционален разности уровней или высоте падения, измеренной по соответствующей шкале. Сам теплород не является движущею силою, а должен быть рассматриваем просто, как носитель энергии, причем производимая им движущая сила зависит существенно (как думал Карно) не от действительного потребления теплорода, а от имеющегося падения температуры. Мерою количества теплорода может служить работа, производимая им при падении температуры на градус, что соответствует измерению количества воды весом, т.е. в килограммометрах на метр падения.
        Что Карно не проследил дальше этой аналогии и не вывел всей механической теории тепла из калорической, это едва ли вызовет у нас удивление, если мы вспомним, что в то время еще ни в одной области физики принцип энергии не был применен. Впрочем, впоследствии у него, по-видимому, мелькнула мысль об общем принципе сохранения энергии, как видно из следующих его слов: «Движущая сила (выражение, заменяющее у него работу или энергию) меняет свою форму, но никогда не уничтожается». Из посмертных его заметок о предположенных экспериментальных работах видно, что он ясно понимал, сколько остается ещё сделать с экспериментальной стороны, в особенности по вопросу о возникновении теплорода при трении и об уничтожении движущей силы теплопроводностью; последние вопросы представлялись ему (1824), почти необъяснимыми при современном состоянии теории тепла.
        При применении теоретического результата, что работа, которую можно получить от некоторого количества теплорода, пропорциональна имеющемуся падению температуры, наиболее его смущало следующее обстоятельство: из этого результата вытекает, как необходимое следствие, что удельная теплоемкость идеального газа не должна зависать от упругости. А это противоречило общепринятому тогда, мнению, а также единственному произведенному по этому вопросу опыту Делароша и Берара (Delaroche et Berard); этот опыт, по-видимому, показывал, что удельная теплоемкость газа уменьшается при увеличении давления, и этот факт был объяснен Лапласом, как естественное следствие калорической теории. Карно показал, что этот результат вовсе не является необходимым следствием калорической теории, но в его пользу вопрос был решен только опытами Реньо, впервые опубликованными в 1852 г., установившими истинные значения удельных теплоемкостей газов и доказавшими, что они практически не зависят от давления.
        Другое обстоятельство, мешавшее Карно, состояло в том, что, согласно его вычислениям, движущая сила, даваемая большою калориею тепла при падении на один градус, по-видимому, уменьшалась с повышением температуры, вместо того, чтобы оставаться постоянною. Это можно было объяснить экспериментальными ошибками, так как его данные были большею частью ненадежны. Но если бы Карно дожил до выполнения намеченных им опытов над количеством движущей силы, требуемой для получения единицы тепла, и если бы он получил число 424 килограммометра на большую калорию, впоследствии найденное Джоулем, то он вряд ли мог бы пройти мимо того факта, что это число (в пределах ошибок наблюдения) равно наибольшему количеству работы АQТ, какое можно получить от большой калории, согласно его равенству, приведенному выше. (В этом можно убедиться, умножив величины работы, вычисленные Карно для падения температуры на градус при различных температурах на соответствующие абсолютные температуры; например, для водяного пара им было найдено 1,212 килограммометра на градус падения при температуре 79°С или 352° абс. шкалы; а 1,212x352 = 426 килограммометра). Причина обнаружившегося расхождения  между теорией и опытом заключается в неявно сделанном предположении, что количество теплорода в большой калории одно и то же при всех температурах. В то время не существовало опытов, которые могли бы обнаружить, что калорическое измерение тепла, как работы при падении на градус, вытекающее из принципа Карно, или яснее устанавливаемое его уравнением, не тождественно с калориметрическим измерением, получаемым смешением веществ, обладающих различными температурами. Даже когда был установлен принцип энергии, люди, проводившие его, не поняли ясно, в чем заключается различие между обеими теориями. В действительности обе теории были бы верны, если бы они были как следует истолкованы в согласии с опытом; они только основаны на различных способах измерения количеств тепла, способах, которые оба вполне удовлетворительны и дополняют друг друга. То же самое ложное представление, но в более тонкой и коварной форме, является еще до сих пор преобладающим в таких обычных фразах, как например, следующая: «Мы теперь знаем, что теплота есть вид энергии, а не материальная субстанция». Экспериментальный факт, лежащий в основе этого утверждения, состоит в том, что при наших обычных методах измерения количеств тепла мы в действительности измеряем количества тепловой энергии: когда смешиваются два вещества различных температур, постоянным остается - если принять необходимые меры предосторожности против внешней работы и потерь тепла - общее количество энергии. Теплота есть форма энергии только потому, что то, что мы измеряем и называем теплотою, есть в действительности энергия. Оставляя в стороне соображения практического удобства, мы могли бы так же хорошо условиться измерять количества тепла, на основании принципа Карно, внешнею работою, производимою в круговом процессе при одном градусе падения. Тогда теплота уже не была бы видом энергии, а обладала бы всеми свойствами, требуемыми гипотезами о теплороде. Калорическое измерение теплоты непосредственно следует из принципа Карно, так же, как энергетическое измерение следует из закона сохранения энергии. Но термин теплота (heat) так тесно связан с энергетическим измерением, что необходимо для обозначения просто количества тепла, в противоположность количеству тепловой энергии, пользоваться другим термином - теплород (caloric). Измерение теплоты, как количества теплорода, вполне аналогично измерению электричества, как количества электрической субстанции. В случае электричества измерение его, как количество заряда, более принято, чем энергетическое измерение, так как обыкновенно проще измерять электричество по его химическим или магнитным действиям, как количество электрической субстанции, чем как количество энергии.
        Однако, когда мы платим за электричество, оно исчисляется по счетчику в единицах энергии, ибо при определении стоимости производства главным фактором является доставляемая энергия, но и действительное количество доставляемой электрической субстанции играет большую роль, ибо от него зависит стоимость распределения (проводки). Оба способа измерения так же важны в теории тепла, и очень жаль, что естественное измерение количеств тепла затемняется на элементарных ступенях изложения тем, что теплоту просто рассматривают, как то или другое количество энергии. Недостаточность такого представления сама дает себя чувствовать в последующих стадиях.
        Так как принцип Карно был принять и перенесен без существенного изменения в механическую теорию тепла, то, неизбежно, идеи Карно о теплороде и его решение вопроса о работе, совершаемой в конечном круговом процессе, должны были раньше или позже быть вновь открыты. Теплород опять появился сначала под видом «термодинамической функции» Ранкина, а затем, как «эквивалент превращения», в уравнениях Клаузиуса; но его рассматривали скорее как частное от деления тепловой энергии на температуру, чем как величину, имеющую определенный физический смысл. Позже, когда значение его было сознано полнее, Клаузиус дал ему название энтропии и установил важное свойство, что полное его количество остается постоянным при обратимых тепловых превращениях и всегда возрастает при необратимых процессах. Какой-либо процесс, который повлек бы за собою уменьшение общего количества энтропии, невозможен.
        Равносильные предложения относительно возможности и невозможности превращений были уже до этого высказаны лордом Кельвиным на основании представления о рассеянии полезной энергии. Но так как решение вопроса, данное Карно, было забыто, то, по-видимому, никому в то время не пришло в голову, что энтропия это тот же теплород Карно, только под другим именем, что теплоту можно измерять и не как энергию, и что увеличение энтропии в каком-либо необратимом процессе есть наиболее подходящая мера для полученного количества тепла. Энергия, насколько нам известно, всегда должна быть связана с чем-либо материальным, являющимся носителем её, и нет никакого основания полагать, что тепловая энергия составляет исключение из этого правила. Кинетическая теория всегда стремилась рассматривать энтропию исключительно, как математическую функцию, относящуюся к распределению энергии, но не имеющую никакого смысла. Так в кинетической теории газов она не представляет собою какой-либо сущности, а только логарифм вероятности данного состояния. Подобно этому, лет двадцать тому назад считалось общепринятым, что электрические явления объясняются исключительно натяжениями в эфире, и что электрические субстанции представляют собою не что-либо существующее в действительности, а лишь удобный способ математического выражения. Новые исследования дали нам возможность составить себе более конкретное представление об электрическом заряде, которое оказало нам неоценимые услуги в качестве путеводителя при дальнейших исследованиях. Может быть, не будет чрезмерной надеждой предположить, что окажется возможным связать подобное же представление с теплородом, служащим мерою количества тепла.
        В последние годы всеми признавалось, что необходима некоторая независимая мера для количества тепла, в противоположность тепловой энергии, но по вопросу о принятии энтропии за количественный фактор теплоты мнения сильно расходились. Многие возражения скорее чувствовались, чем были ясно высказываемы, и поэтому дать на них удовлетворительный ответ наиболее трудно. Другие возникают вследствие трудности связать конкретное представление с такою расплывчатою и туманною математической функцией, как энтропия. Ответ на вопрос: "Что такое теплород" должен по необходимости иметь несколько спекулятивный характер. Но для экспериментатора так необходимо судить о том, чего он не видит по аналогии с тем, что он видит, что какой угодно ответь,  как бы он ни был неудовлетворителен, лучше, чем отсутствие всякого ответа. Затруднения, встречающиеся, когда энтропия принимается за меру количества тепла, имеют скорее академический характер, но их полезно рассматривать в качестве введения к попытке разрешить основной вопрос.
        Первое затруднение, которое встречается, когда рассматривают теплород, как меру количества тепла, заключается в том, что, когда смешивают две части одного и того же вещества (например, воды), обладающие различной температурой, то количество теплорода в смеси больше суммы количеств его в отдельных частях. С тем же затруднением встретился Карно, исходя из другой точки зрения. Обе части вещества, обладающие различной температурой, представляют возможный источник движущей силы. Вопрос, предложенный им самому себе, можно выразить следующим образом: «Если при смешении двух частей вещества, имеющих различные температуры, общее количество теплорода остается постоянным, то куда же девается исчезающая способность производить движущую силу?» Ответ на это вот какой: при таком смешении образуется теплород и как раз в таком количестве, что энергия его представляет собою точный эквивалент движущей силы, которую можно было бы получить, если бы данный перенос тепла был выполнен идеальной машиной, работающей без образования теплорода. Количество теплорода, образовавшегося при уничтожении разности температур, есть необходимая и естественная мера количества тепла, полученного вследствие перехода полезной движущей силы в менее полезный или менее способный к превращениям вид тепловой  энергии.
        Процессы, при которых образуется теплород во время смешения веществ, обладающих различными температурами, или, в других случаях, в которых полезная движущая сила исчезает, обыкновенно имеют такой беспорядочный характер, что за отдельными стадиями процесса нет возможности усладить, хотя окончательный результат при данных условиях может быть предсказан на основании принципа энергии. От таких процессов a priori нельзя ожидать, что они бросят больше света на сущность теплорода. Процесс теплопроводности в теле, части которого обладают различными температурами, приводящей также к образованию некоторого количества теплорода, эквивалентного уничтоженной движущей силе, внушает больше надежд на освещение природы теплорода, вследствие относительно большей простоты и правильности явлений, что дает возможность их изучить ближе посредством опыта. Уже первые измерения относительной проводящей способности металлов для теплоты и электричества показали, что отношение теплопроводности к электропроводности, приблизительно, одинаково для всех чистых металлов, а это навело на мысль, что в этом случае носители теплоты и электричества одни и те же. Позднейшие более точные опыты обнаружили, что отношение проводимостей не постоянно, а изменяется, приблизительно, пропорционально абсолютной температуре. На первый взгляд это обстоятельство как будто указывает на коренное различие между обеими проводимостями, но на самом деле оно происходить только от того, что при определении проводимостей теплота измерена, как энергия, а электричество - как количество электрической жидкости. Если бы теплопроводность была определена в калорической системе, т.е. посредством теплорода, или тепловой субстанции, то отношение обеих проводимостей в пределах ошибок наблюдения почти или даже совсем не зависело бы от температуры. На основании гипотезы, что у электричества и теплоты одни и те же носители и что кинетическая энергия каждого носителя та же, что у молекулы газа при той же температуре, можно, пользуясь аналогией с кинетическою теорией газов, вычислить действительную величину отношения проводимостей. Найденное таким образом значение хорошо согласуется с полученным из опыта, и это можно считать подтверждением того, что носители тепла и электричества одни и те же, хотя гипотезы и аналогии, которыми здесь пользуются, носят несколько спекулятивный характер.
        Когда были открыты электроны или корпёсли, т.е. частицы отрицательного электричества, было естественным шагом отождествить их с носителями энергии и предположить, что металлы содержать большое число таких корпёслей, движущихся по всем направлениям и сталкивающихся друг с другом и с атомами металла точно так же, как молекулы газа по кинетической теории. Если масса каждого такого носителя представляет 1/1700 массы водородного атома, то скорость его при 0°С равна, приблизительно, 60 милям в секунду; порядок величины этой скорости как раз таков, что, приняв число отрицательных корпёслей равным числу положительно заряженных атомов металла и предположив, что средний свободный путь корпёслей того же порядка величины, как расстояние между атомами, можно объяснить получаемые из опыта значения проводимостей хороших проводников. Те же гипотезы дают количественное объяснение термоэлектрических явлений, как явлений Пельтье и Томсона, а также явлений излучения и поглощения тепла, хотя и менее удовлетворительным образом. Если мы пожелаем получить при помощи этой теории удовлетворительное объяснение всех указанных явлений, то окажется, что число свободных корпёслей, необходимое, например, для получения наблюдаемых на опыте значений теплоемкости, слишком мало для объяснения других явлений - если продолжать придерживаться гипотезы, что каждая корпёсль обладает такою же кинетическою энергией, какой обладает при той же температуре молекула газа.
        Сэр Дж. Дж. Томсон предложил и рассмотрел другую возможную гипотезу металлической проводимости, в которой предполагается, что имеющиеся в металле нейтральные электрические дублеты непрерывно обмениваются с очень большою скоростью корпёслями. При обыкновенных условиях этот обмен происходит безразлично по всем направлениям, но под влиянием электрического поля, согласно этой гипотезе, оси дублетов располагаются более или менее в порядке так же, как ионы в теории Гротхуса для электролитической проводимости, и производят, таким образом, общий переход или ток, пропорциональный величин поля. Эта гипотеза, хотя она коренным образом отличается от предыдущего, более признанного взгляда, оказывается, приводит к практически тем же соотношениям, и во многих отношениях её следует предпочесть первой, так как она наводить на возможные объяснения затруднений, к которым приводит первая теория, приняв слишком большое число корпёслей. С другой стороны вторая теория требует, чтобы каждый дублет непрерывно выбрасывал корпёсли со скоростью около 10^15 в секунду. Несомненно, верные элементы имеются как в одной, так и в другой теории, и, не вдаваясь слишком далеко в детали процесса, мы можем, во всяком случае, с некоторой уверенностью сказать, что частицы теплорода, образующая поток тепла в металле, весьма тесно связаны с электрическими корпёслями и имеют такое же право быть признанными материальной субстанцией, имеющей вполне объективное физическое существование.
        Если вы позволите мне немного заняться спекуляцией за свой собственный страх (ведь мы собрались здесь на праздник, а вы, вероятно, не желаете зани-маться чем-либо слишком серьезным), то я предпочел бы считать молекулы теплорода не тождественными с отрицательными электрическими корпёслями, а нейтральными дублетами, образованными соединением положительной и отрицательной частиц, подобно тому, как молекула водорода образована соединением двух атомов. До сих пор, насколько мне известно, не открыты частицы с положительным зарядом, меньшим водородного атома. Но это, может быть, является лишь следствием ограниченности наших экспериментальных методов, заставляющей нас в такой широкой мере пользоваться метал-лическими электродами. При симметричности, господствующей в природе, почти немыслимо, чтобы не существовало положительной корпёсли или положительного электрона, если только атом положительного электричества не представляет собою лишь другой конец фарадеевской трубки или вихревой нити, составляющей химическую связь. Профессор Брэгг (Bragg) принял X или Г-лучи за нейтральные частицы, движущиеся с большой скоростью, и с блестящим успехом отстоял эту гипотезу против более старого взгляда, по которому эти лучи не представляют собой чего-либо вещественного, а являются распро-страняющимися в эфире - узкими пульсациями (волнообразными толчками с малою длиною волны), вызванными столкновениями корпёслей с материей. Я не стану приводить доказательства в пользу этой теории, но если такие нейтральные частицы существуют или могут каким-либо образом быть получены, то наверное легче оторвать нейтральную частицу от материального атома или молекулы, чем отрицательно  заряженную корпёсль от положительного остатка атома, с которым она связана. Мы поэтому должны ожидать, что такие нейтральные частицы должны встречаться почти всюду и так часто, что их существование остается незамеченным, пока они не достигают таких чрезвычайно больших скоростей, какими обладают Г-лучи. По теории пульсаций, все Г-лучи распространяются со скоростью света, и значительные колебания, наблюдаемые в их способности проникать через материю, зависят исключительно от различной ширины (длины волны) пульсаций. По корпускулярной теории, способность проникать через материю у Г-лучей, так же, как у А- и В-лучей, зависит от размеров, скорости и электрического заряда частиц. Несущие электрические заряды частицы, как А- и В-частицы, теряют энергию, производя ионизацию своим электрическим полем, может быть, вовсе не подвергаясь даже действительным столкновениям. Нейтральные же, т.е. Г-лучи не производят ионов непосредственно, а при своих сравнительно редких столкновениях с атомами (которые в, данном случае являются уже столкновениями в полном смысла слова) освобождают из них или Г-частицы или В-частицы. Одни только В-лучи, как показывают фотографические снимки К. Т. Р. Уильсона (С. Т. R. Wilson) являются виновниками ионизации. Я лично уже давно принадлежу к приверженцам взгляда профессора Брэгга на сущность Х-лучей, но если даже считать существование нейтральных частиц еще не вполне доказанным, то, думается мне, все же позволительно допустить их существование при наших рассуждениях и посмотреть, не окажется ли это представление полезным для истолкования некоторых физических явлений.
        Если, например, мы примем, что эти нейтральные частицы или молекулы теплорода находятся в проводниках и металлических телах в сравнительно свободном состоянии, как бы в растворенном виде, и что они, благодаря большой индуктивной способности среды, легко диссоциируются на положительные и отрицательные электроны, то вся теория металлической проводимости может быть выведена прямо по точной аналогии с проводимостью электролитических растворов. Но в то время, как в электролитах ионы представляют собою материальные атомы, движущиеся сквозь вязкую среду со сравнительно небольшими скоростями, в металлических проводниках ионы представляют собою положительные и отрицательные электроны, движущиеся с большими скоростями, причем это движение скорее всего происходит согласно законам кинетической теории газов. Легко видеть, что эта теория даст численные результаты, сходные с результатами электронной теории, если при выводах сделать подобные же предположения. Но эта теория имеет то преимущество, что она дает нам больше простору при объяснении отступлений в знаке явления Голла и многих других особенностей в изменении сопротивления и термоэлектрических свойств с температурою. Для хороших проводников, как для чистых металлов, можно принять, на основании аналогии с электролитами, что диссоциация почти полная, так что отношение проводимостей (тепловой и электрической) будет близко к значению, вычисленному в предположении, что все носители электричества одновременно являются также носителями тепла. В плохих же проводниках диссоциация далеко не полная, и поэтому понятно, почему, например, электрическое сопротивление чугуна должно быть, приблизительно, в десять раз больше сопротивления чистого железа, хотя по теплопроводности эти два вещества отличаются сравнительно мало. Числовая величина термоэлектрического явления, которое обыкновенно приводится для объяснения отступлений сплавов от электронной теории, слишком мала, чтобы вызвать наблюдаемые отступления; кроме того, между термоэлектрическими свойствами составных частей сплавов и изменениями, производимыми данными веществами в электропроводности, мало или совсем не наблюдается соответствия.
        Одно из самых старых затруднений материальной теории тепла, это - объяснение процесса образования тепла при трении. Применение общего принципа сохранения энергии приводить к несомненному заключению, что образованная тепловая энергия эквивалентна механической работе, затраченной при трении, но это мало или даже совсем не освещает отдельные стадии процесса и не дает нам никаких сведений об истинном характере энергии, проявляющей себя в виде теплоты. Из принципа энергии следует, что в процессе трения образуется такое количество теплорода, что полная его энергия при окончательной температуре равна затраченной работе. Если данное количество теплорода представляет собою определенное число нейтральных электрических молекул, то нельзя не спросить себя, откуда они берутся и каким образом они образуются. Несомненно, в большинстве случаев при трении во всех местах соприкосновения некоторые молекулы разрываются, и потому часть затраченной работы прежде всего уходит на отделение электрических ионов. Некоторые из этих ионов отделяются окончательно и проявляются в виде всегда возникающего при трении электричества, которое может быть употреблено для совершения полезной работы, большинство же этих ионов, раньше чем успеют окончательно отделиться, соединяются вновь с противоположно заряженными и дают только свой эквивалент тепловой энергии. Воссоединение двух ионов обыкновенно рассматривается просто как восстановление прежней  молекулы при высокой  температуре, но при свете современных открытий мы можем, может быть, пойти на шаг дальше. Обыкновенно допускают, что X или Г-лучи возникают при внезапной остановке заряженной частицы, и Лорентц в своей электронной теории излучения принял, что это так происходит, как бы ни была мала скорость электрона. Подобное же действие должно быть произведено внезапною остановкою пары ионов, устремившихся друг другу навстречу, под влиянием взаимного притяжения. Лучи, возникающие при этом, должны быть чрезвычайно "мягкими", т.е. обладать весьма большою поглощаемостью, и будут отличаться по своему характеру от лучей, произведенных электронами, исключительно только тем, что их энергия, не превосходящая энергии пары ионов, слишком мала, чтобы производить ионизацию, и поэтому этих лучей нельзя открыть обычным путем. Если Х-лучи имеют корпускулярный характер, то, не желая грешить против логической последовательности, мы должны принять такое корпускулярное строение даже для самых медленных лучей. Мы знаем, что Х-лучи непрерывно производят Х-лучи меньшей скорости. Окончательное состояние, очевидно, достигается тогда, когда средняя энергия Х-частицы или молекулы теплорода делается равною средней энергии газовой молекулы при той же температуре, и число образованных молекул теплорода получается таким, что полная их энергия становится равною работе, затраченной на трение.
        В связи с этим интересно заметить, что сэр Дж. Дж. Томсон в недавно появившейся работе: "О ионизации движущимися частицами", исходя из других соображений, также пришел к заключению, что излучение, испускаемое при воссоединении ионов, имеет характер ряда пульсаций, причем каждая пульсация содержит то же количество энергии и принадлежит к тому же типу, как весьма мягкие Х-лучи.
        Если Х-лучи в действительности имеют корпускулярное строение, то эти определенные единицы или элементарные количества энергии, образованные при воссоединении ионов, имеют весьма большое сходство с нашими гипотетическими молекулами теплорода.
        Можно возразить, что во многих случаях трения, как например, при внутреннем трении в вязком текучем веществе, не наблюдается никакой электризации или ионизации, и что в этом случае образование теплорода не может быть приписано воссоединению ионов. Однако, следует заметить, что образование молекулы теплорода требует меньше энергии, чем отделение двух ионов: как отделение двух ионов соответствует разрыву химической связи, точно так образование одной или больше молекул теплорода соответствует разрыву физической связи, какой происходит, например, при выделении молекулы пара из жидкости или твердого тела. Предположение о молекулярном строении теплорода почти с необходимостью вытекает из молекулярной теории материи и электричества и не находится в противоречии с какими-либо твердо установленными опытными фактами. Напротив, некоторые соотношения, обнаруженные между удельными теплоемкостями сходных по составу веществ, а также между их скрытыми теплотами, по-видимому, естественно должны привести к молекулярной теории теплорода. Так, например, часто обращали внимание на то, что молекулярные скрытые теплоты парообразования сходных химических соединений пропорциональны при их точках кипения абсолютным температурам. Отсюда следует, что количество скрытого молекулярного теплорода парообразования одно и то же для всёх подобных соединений, или, другими словами, что в таких веществах требуется одно и то же число молекул теплорода, чтобы вызвать то же изменение состояния, независимо от их абсолютной температуры кипения. С этой точки зрения можно вещество в жидком и газообразном состоянии рассматривать, как растворы теплорода в материи или материи в теплороде. Пропорция, в которой растворены теплород и материя, закономерно изменяется с давлением и температурою, и при каждой температуре для растворимости существует определенный предел насыщения.
        Из всех случаев образования теплорода труднее всего проследить в деталях случай обмена теплом посредством лучеиспускания между телами с различными температурами. Если лучистая энергия представляет собой электромагнитное колебание, то мы должны принять, что в состав материальной молекулы входит какой-нибудь электрический осциллятор или резонатор, который способен отвечать (резонировать) на электрические колебания. Если собственные периоды резонаторов достаточно близки к периодам падающих волн, то амплитуды возбужденных ими колебаний могут быть достаточно большими, чтобы вызвать выделение частицы теплорода. Обыкновенно допускают, что выбрасывание электронов происходит именно таким образом, но, очевидно, для того, чтобы вызвать испускание нейтральной частицы, требуется гораздо меньше энергии, и этот процесс поэтому должен происходить гораздо чаще. С этой точки зрения, превращение лучистой энергии в энергию теплорода представляет собою прерывный процесс, так как приращение второй может происходить лишь определенными молекулами, само же поглощение и излучение являются непрерывным процессом. Профессору Планку, при помощи весьма остроумного рассуждения, основанного на вероятности распределения энергии между большим числом тождественных друг другу электрических осцилляторов (причем энтропия была принята за логарифм вероятности, и температура - за меру возрастания энергии при увеличении энтропии на единицу) удалось вывести знаменитую формулу для распределения энергии в полном излучении при всякой температуре; недавно развив дальше тот же ход рассуждений, Планк пришел к замечательному заключению, что в то время, как поглощение лучистой энергии происходит непрерывно, испускание её является прерывным, происходя лишь отдельными целыми элементами, или квантами. Когда доказательство основано на столь многих сложных гипотезах и аналогиях, возможное толкование полученной математической формулы является до известной степени шатким; но, по-видимому, формула Планка вовсе не несовместима с высказанным выше взглядом, что как поглощение, так и испускание лучистой энергии происходит непрерывно, и элементарные количества (кванты) Планка, энергия которых меняется с их частотою, должны скорее всего быть отождествляемы с молекулами теплорода, ибо они также служат для превращения электромагнитной лучистой энергии в тепловую и обладают количеством энергии, пропорциональным их температуре.
        Из затруднений, которые скорее чувствуются, чем поддаются ясному определению, при принятии энтропии или теплорода за меру количества тепла следует отменить неудобное свойство этой меры принимать - согласно обыкновенной приближенной формуле - бесконечные значения при очень большом давлении или температуре. Если мы желаем рассматривать теплород как меру количества тепла, то количество его, заключающееся в теле конечных размеров, должно быть конечным и должно исчезнуть при температуре абсолютного нуля. В действительности нет никакого экспериментального основания для какого-либо другого заключения. Согласно обыкновенному  уравнению состояния  газов,  является  возможным извлечь бесконечное количество теплорода из конечного количества газа, сжимая его при постоянной температуре. Правда (даже если мы примем, что закон состояния газов остается справедливым до бесконечно больших давлений, что весьма далеко от истины), количество извлеченного теплорода будет по сравнению с требуемым давлением представлять собою бесконечность бесконечно малого порядка. Но на самом деле, как показывают опыты,  количество теплорода, которое можно было бы получить, будет конечным, хотя точно вычислить это количество невозможно, вследствие того, что мы не знаем свойств газов при бесконечно больших давлениях. Подобным же образом, если мы примем, что удельная теплоемкость, измеряемая обычным способом, остается постоянной или приближается к конечному пределу при приближении температуры к абсолютному нулю, то мы придем к заключению, что для повышения температуры конечного тела от 0° до 1° абс. шкалы необходимо бесконечно большое количество теплорода. Новейшие экспериментальные работы по  вопросу об удельной теплоемкости при низких температурах, производимые Тильденом, Нернстом, Линдеманом и другими, стремятся, напротив, доказать, что удельные теплоемкости всех веществ при приближении к абсолютному нулю делаются исчезающе малыми, а к конечному пределу приближается удельная емкость по отношению к теплороду. Теория изменения удельной теплоемкости твердых тел при низких температурах является в настоящее время одною из наиболее животрепещущих задач в теории теплоты и привлекает к себе внимание многих деятельных исследователей. Профессор Линдеман, один из руководящих работников в этой области, любезно согласился открыть прения по этому вопросу в нашей секции. Мы счастливы, что нам удалось приобрести такого компетентного докладчика, и ждем его доклада с величайшим интересом. Сейчас мне остается только добавить, что указанное очевидное заключение калорической теории, я надеюсь, получит полное подтверждение. Весьма интересный вопрос, который когда-то сам напрашивался Румфорду и другим исследователям калорической теории тепла, это вопрос, обладает ли теплород весом. В то время, как положительный ответ на этот вопрос очень говорил бы в пользу материальной теории тепла, отрицательный результат, какой был найден Румфордом или очень недавно профессорами Пойнтингом, Филипсом и Саутсернсом (Southerns), работавшими независимо друг от друга, не является решительным доводом против этой теории. Последние исследователи нашли, что изменение в весе, если оно вообще происходит, не превышает 10^-8 при повышении температуры на 1°С. Если бы масса молекулы теплорода равнялась той, которую обыкновенно приписывают электрону, то изменение веса в рассматривавшихся случаях должно было бы быть порядка 10^-7 на 1°С, и, следовательно, должно было бы обнаружиться. Но теперь всеми принято, что масса электрона исключительно электромагнитного происхождения. Всякое такое положение основано на определенном предположении относительно мнимого распределения электричества по сферическому электрону данных размеров. Но так как само электричество состоит из электронов, то аргументация такого типа представляет собою настолько безвыходный circulus vitiosus, что спрашивается, следует ли ему придавать какое-либо значение. Если эквивалентная масса движущегося электрона возникает исключительно благодаря электромагнитному полю, производимому его движением, то нейтральная частица теплорода вовсе не будет обладать массою, т.е. энергией переносного движения, как целое, но в то же время может обладать энергией колебания или вращения отдельных своих зарядов. Для того, чтобы создать у себя в уме картину, мы можем изображать электрон, как свободный или оборванный конец вихревой нити, а нейтральную теплородную частицу, как вихревое кольцо, полученное при соединении положительного и отрицательного конца нити; но мысленная картина такого рода не подвинет нас дальше, чем сфера, облаченная электричеством; разве только в том отношении она окажется полезною, что всякая картина может дать указания для экспериментальных исследований. При нашем незнании точного механизма тяжести можно даже представить себе, что частица теплорода может обладать массою, не обладая весом, хотя, исключая разве электрон, до сих пор никогда не было обнаружено ничего подобного. Во всяком случае, очевидно, что если с теплородом и связана какая-либо масса, то настолько малая, что мы не можем надеяться узнать что-либо о ней, непосредственно пользуясь весами.
    Основное свойство теплорода, а именно, что полное его количество не может быть уменьшено каким-либо из известных лроцессов, и что он представляет собою не энергию, а лишь носитель энергии, проще всего представить себе, приняв, что он состоит из какого-либо неуничтожаемого вида материи. Дальнейшее его свойство, что он всегда образуется при всяком беспорядочном или необратимом процессе, как кажется на первый взгляд, противоречить этому представлению, ибо трудно понять, каким образом что-либо неуничтожимое может быть так легко создаваемо. Однако, когда мы говорим о теплороде, что он образовался, мы в действительности хотим сказать, что он стал связанным с материальным телом таким образом, что мы можем наблюдать и измерить его по произведенному им изменению состояния.
        Теплород мог существовать раньше в форме, в которой присутствия его нельзя было открыть. Пользуясь современными открытиями, мы можем предположить, что теплород образуется благодаря дезинтеграции атомов материи. Несомненно, что некоторое количество теплорода образуется таким путем, но эти частицы, которые так крепко удерживаются в атоме, что их нельзя открыть никакими обычными физическими методами, требуют, очевидно, для своего выделения весьма интенсивных толчков. Более вероятным источником теплорода является эфир, который, судя по тому, что нам о нем известно, может всецело состоять из нейтральных частиц теплорода. Гипотеза непрерывного эфира привела к большим затруднениям в электромагнитной теории света и в кинетической теории газов. Для эфира, по-видимому, нужно принять молекулярное или клеточно-вихревое строение. По исследованиям Кельвина, Фитцджеральда (Fitzgerald) и Хикса (Hicks), такой эфир может удовлетворять требованиям электромагнитной теории, не обладая плотностью, во много раз большей, чем платина. Поскольку имеются в виду свойства теплорода, нейтральная пара электронов, по-видимому, составляет простейший вид молекулы эфира, но за отсутствием более точных знаний, о том, какова в последнем счете природа электрического заряда, невозможно предсказать всех её свойств. В состоянии ли эфир, составленный из таких молекул, удовлетворительно выполнять все трудные функции, возложенные на него, решить трудно, но в процессе исследования этого вопроса, вероятно, будет брошен свет на последние тайны строения молекулы.
        Не рискуя пуститься слишком далеко в область метафизических спекуляций и не желая оставаться в заколдованном круге рассуждений о природе электрического заряда, мы можем, во всяком случае, утверждать с некоторым основанием, что материальные тела, при обыкновенных условиях, вероятно, содержать некоторое число определенных физических индивидов, подобных по своему характеру X-лучам, или нейтральным частицам, которые способны исполнять роль носителей энергии и, благодаря обмену с электронами, поддерживать при всякой температуре статистическое равновесие между материей и лучистою энергией. Если мы идем на шаг дальше и отождествляем эти частицы с молекулами теплорода, мы непременно приходим к столкновению с некоторыми основными догматами кинетической теории, которая стремится все выразить посредством энергии, но расхождение это зависит только от точки зрения или от способа выражения: экспериментальные факты остаются теми же, но мы их описываем различным образом. Теплород имеет физическое существование, а не представляет логарифма вероятности состояния. Вместе со многими экспериментаторами я не могу не чувствовать, что мы кое-что выиграем, связав материальное представление с количеством теплорода, как с естественною мерою количества тепла - в противоположность энергетической мере. В то короткое время, которое было в моем распоряжении, я не мог и не рассчитывал предложить вам больше, чем намек на очерк, чем апологию самой возможности объяснения, но надеюсь, мне все же удалось вызвать у вас впечатаете, что калорическая теория тепла уж вовсе не столь бессмысленна при свете современных опытов, как мы иногда склонны думать.

Справка:

Каллендар (Callendar Hugh Longbourne) Хьюг Лонгборн (1863-1930), английский физик-экспериментатор, член Лондонского королевского общества (1894). Окончил Кембриджский университет (1885), где затем работал. В 1888-1893 гг. – профессор колледжа в Эгеме, в 1893-1898 г. - Мак-Гиллского университета (Монреаль), в 1898-1902 - Лондонского. С 1902 - профессор Имперского колледжа науки и технологии в Лондоне. Медаль Б. Румфорда (1906).
Исследования посвящены теплоте, термометрии, молекулярной физике. Разработал точные методы термометрических измерений и приборы; в частности, развил метод непрерывной электрической калориметрии, построил калориметр, усовершенствовал платиновый термометр сопротивления (термометр Каллендара), нашедший широкое применение. Предложил на основе этого термометра температурную шкалу. Исследовал термические свойства воды, газов и пара. Разработал метод определения коэффициента расширения жидкостей (метод Каллендара-Мосса). Построил компенсационный воздушный термометр. Дал уравнение состояния для средних давлений (уравнение Каллендара).