Durante varios siglos, los físicos han asumido que la temperatura está determinada por la presencia de una sustancia calórica invisible e imponderable en los gases. Se han propuesto muchas teorías para explicar su movimiento dentro de la materia y entre diferentes objetos. Solo M. V. Lomonosov pudo explicar la verdadera naturaleza de la materia al crear la teoría cinética molecular de los gases. En sus razonamientos y cálculos, logró probar que no hay calórico en la naturaleza. La temperatura depende de la velocidad del movimiento caótico de las moléculas. Introdujo el concepto de energía interna y también explicó cómo cambia en un proceso real.
¿Qué argumentos tenía M. V. Lomonosov para demostrar la teoría cinética molecular de los gases
Habiendo expresado por primera vez la suposición de que no existe ningún calórico en la naturaleza, se encontró con una poderosa resistencia por parte de los venerables científicos de ese período. Todos reconocieron la presencia de calórico, pero el investigador novato no. Entoncesen una de las reuniones con físicos alemanes e ingleses se dijo lo siguiente: “Queridos maestros. ¿De dónde vino el calórico en el cuerpo de la vaca? Ella comió la hierba fría y luego su cuerpo se calentó porque hubo un cambio en la energía interna de su interior. ¿De dónde vino? Y el origen del calor en el cuerpo se explica por el hecho de que la hierba tiene energía química que el cuerpo del animal ha convertido en este calor. Esto significa que estamos observando el fenómeno de la transición de energía de un estado a otro. Fue escuchado y le hicieron decenas de preguntas. Como resultado de la discusión, también se formuló la ley del cambio de energía (también llamada ley de conservación de la energía), la cual fue reconocida por todos los presentes. Posteriormente se publicó una pequeña colección de hipótesis, que fue la primera edición donde se reconoció la teoría cinético-molecular de los gases.
¿Qué decía la teoría de M. V. Lomonosov
Hoy parece que todo es lógico en termodinámica. Pero conviene recordar que han pasado más de 250 años desde las primeras suposiciones hasta nuestros días. El investigador francés J. Charles descubrió la ley de proporcionalidad del crecimiento de la presión con el aumento de la temperatura del gas. Luego explicó el cambio en la energía interna de un gas cuando se calienta. Se me ocurrió mi propia fórmula. Su investigación fue continuada 20 años después por Gay-Lussac, quien investigó el calentamiento de un gas a presión constante. Observó cómo un pistón colocado dentro de un cilindro de vidrio cambia su posición cuando se calienta y se enfría. Aquí estuvo cerca del descubrimiento del concepto de gas.constante. No aprovechó la investigación que había hecho Robert Boyle 140 años antes. Sólo el trabajo de Mariotte, realizado posteriormente y formulado en la ley de Boyle-Mariotte, ayudó a Benoit Paul Emile Clapeyron a formular el primer concepto de la ecuación de estado de los gases ideales.
Después de 40 años, D. I. Mendeleev complementó la ecuación de estado con los resultados de su investigación. Ahora, la ley de Klaiperon-Mendeleev es la base para los termodinámicos de todo el mundo. Determina matemáticamente el cambio en la energía interna a partir de la temperatura del gas. Los descubrimientos de las leyes básicas también fueron confirmados por la práctica. Se crearon máquinas térmicas que funcionan con los ciclos termodinámicos de Otto, Diesel, Trinkler y otros científicos.
Algunas palabras sobre la ley del estado de los gases ideales
pV=mRT
Actualmente, al derivar cualquier dependencia, se utiliza la ecuación de estado del gas ideal. Nadie se confunde con los parámetros incluidos en él, que tienen conceptos bien definidos. Las conclusiones de la ley básica de los gases dan otra fórmula importante que caracteriza el cambio en la energía interna:
dU=cvDT,
aquí dU es el cambio diferencial en la energía interna y cv es la capacidad calorífica del gas a volumen constante. Como resultado del razonamiento sobre la naturaleza de la constante de los gases R, se encontró que caracteriza el trabajogas a presión constante.
