Здравствуйте, господин Ампер - Томаш Борец

Свои первые научные труды он посвятил математической теории упругости. Наиболее плодотворный период начался в 1850 г., когда в своей работе «О двигательной силе тепла…» он первым сформулировал второе начало термодинамики: «Тепло не может само по себе переходить с более холодной материи на более теплую». Клаузиус исходил из теории тепловых машин Саади Карно, которую он изучал, основываясь на механической теории тепла, и постепенно подошел к открытию основных явлений термодинамики.

Весом также вклад Клаузиуса в создание кинетической теории газов. В 1857 г. он опубликовал работу «О роде движения, который мы называем теплотой», в которой отнес к кинетической энергии молекул газа не только их прямолинейное поступательное движение, но и вращательное и колебательное движения атомов внутри молекул. Таким образом, он правильно, хотя и не полностью (полное объяснение дает лишь квантовая теория), определил отличие реальных газов от идеальных.

В 1860 г. он вычислил скорость движения молекул газов, а позже определил величину давления газа на стенки сосуда как среднее значение всех ударов молекул о стенки сосуда. Использование «метода средних величин», соединенного с теорией вероятности, привело к созданию весьма важной области физики, а именно: к созданию так называемой статистической физики.

В своих последующих работах Клаузиус вывел уравнение, выражающее зависимость точки плавления (затвердевания) вещества от давления, которое позже было названо уравнением Клапейрона — Клаузиуса.

При дальнейшем изучении и развитии механической теории тепла Клаузиус обнаружил, что в замкнутой системе отношение количества теплоты к абсолютной температуре системы возрастает в любом процессе. Причем под замкнутой системой подразумевается такая, которая не отдает энергию в окружающую среду и не получает ее извне. При идеальном течении процесса, который, однако, в реальном мире не может быть осуществлен, это отношение остается постоянным, т. е. никогда не уменьшается. Это отношение было названо Клаузиусом в 1865 г. энтропией.

Энтропия показывает степень превращения в системе различных форм энергии в тепло, которое самостоятельно уже не может превратиться в другие формы энергии. Таким образом, она является мерой превращения энергии в работу. Чем больше энтропия, тем меньше энергии можно превратить в работу.

Клаузиус применил свойства термоизолированной системы ко всей Вселенной. Так возникло представление о том, что с постоянным возрастанием энтропии уменьшается доля энергии, которая может быть превращена в работу. Когда вся энергия будет израсходована, энтропия достигнет своего максимума, и Вселенная окажется в состоянии постоянного теплового равновесия. Все процессы, кроме хаотического движения молекул, прекратятся. Эта драматическая картина «конца света» получила название «тепловой смерти» Вселенной. На несостоятельность этой гипотезы первым обратил внимание известный физик Людвиг Больцман.

Клаузиус занимался также и вопросами электролиза, что привело к созданию теории электролитической диссоциации. Его интересовали и проблемы электродинамики, и теория поляризации диэлектриков, на основе которой он вывел зависимость между диэлектрической постоянной и плотностью диэлектрика.

Умер Клаузиус 24 августа 1888 г. в Бонне.

* * *

— Скажите, пожалуйста, господин советник дома?

— Какой господин советник?! — в детском голосе прозвучали нотки недоброжелательности.

— Господин советник, профессор Клаузиус.

— Здесь нет никакого господина профессора, есть только папочка! Он дома, но он занят, — решительно сказал мальчишка, и встал в дверном проеме.

— Гм… ладно, я подожду, но, может, ты скажешь папе, что пришел студент сдавать экзамен…

— Ничего я не буду говорить! Папочка сейчас должен с нами играть, а если я его позову, то он начнет беседовать с тобой, а нас прогонит. Уходи лучше! — и маленькие ручки попытались вытолкнуть пришельца в коридор.

Студента разобрала досада. Что же делать с этой решительной крохой? Профессор пригласил его на экзамен, и не явиться было бы просто неприлично. Все мысли его были направлены на то, как уговорить мальчонку.

— Послушай, — начал он ласковым голосом, но именно в этот момент в конце коридора показался профессор Клаузиус еще с одним ребенком на руках.

— Что здесь происходит? А, господин студент пришел ко мне. Прошу Вас, входите!

Студент вошел в квартиру, а Клаузиус повернулся к детям.

— Ну, а теперь, детки, пойдите поиграйте сами! Но только без слез, — добавил он, увидев жалобно искривленные губки детей, и нежно погладил их по головкам. — Я только немного поговорю с этим господином, а потом вернусь к вам.

— Честное слово, папа?

— Честное.

Дети успокоились, а профессор со студентом направились в кабинет.

— Присаживайтесь, пожалуйста, — профессор показал рукой на стул, а сам расположился в кресле за письменным столом. — Ваша фамилия?

— Фон. Дюневальд, — ответил юноша.

— Вы хотите сдать экзамен по физике. Дакая область вас больше всего интересует?

Студент был явно в восторге от такого вопроса. Его руки слегка задрожали, когда он начал развязывать небольшой пакет, который принес с собой.

— Собственно говоря, я… Если господин профессор разрешит… Я принес изобретение.

— Ну, что ж, это весьма похвально, — сказал с интересом профессор.

— Это лишь такой маленький приборчик, собственно говоря, насос. Он выкачивает воду из резервуарчика, выливает ее на колесо, которое, в свою очередь, заставляет качать насос…

Студент вытащил из кармана бутылочку с водой, вылил воду в резервуарчик и слегка повернул колесо. Насос начал работать.

— Этот насос может работать до бесконечности, — объявил, студент. — Я хочу его еще усовершенствовать. Если бы сюда подвести ременную передачу…

— Гм, значит, вы утверждаете, что насос может работать до бесконечности? Ну, что ж, посмотрим!

Оба внимательно смотрели на остроумно сконструированную игрушку. Студент сиял, а профессор доброжелательно поглядывал на него из-под густых бровей.

Вскоре движение поршня стало замедляться, пока совсем не прекратилось. Насос остановился.

— Ну, что скажете?! — сказал Клаузиус.

Юноша покраснел.

— Это, это… — начал он заикаться от волнения. — Невидимому, что-то испортилось…

Профессор улыбнулся.

— Да, это ловко изготовленная машинка, но не питайте никаких иллюзий! Насос не будет работать до бесконечности. Ни этот, ни любой другой.

— Почему же? — воскликнул, еще больше расстроившись, студент.

— Потому что это противоречит принципу сохранения энергии.

— Энергии?! Как это, энергии?

— Что, такое понятие, как энергия, вам кажется не совсем ясным?

— Я слышал лишь о принципе сохранения сил…

— Вот об этом и речь. Использование понятия силы стало сегодня таким широким, что уже пора снова пересмотреть физическую терминологию.

— Согласно Ньютону, — пришел уже в себя студент, — действие силы — это