Механика

Наука, необходимая всем (термодинамика)

Термодинамика — удивительная наука. Физик, мечтающий, например, овладеть неисчерпаемым источником энергии — осуществить каким-либо путем термоядерную реакцию, прежде чем начать рассчитывать свою сложнейшую установку, спрашивает у термодинамики, возможен ли задуманный им новый физический процесс в области плазменных превращений, и, только получив утвердительный ответ, предпринимает долгий и трудный поиск. Ученый уверен, что, несмотря на возможные, пока еще непреодолимые трудности, его работа может увенчаться успехом.

Если химик старается найти пути, как получить новое, небывалое в природе, задуманное им вещество, которое, как он надеется, должно обладать замечательными свойствами, очень нужными людям, то он тоже прежде всего обратится за советом к термодинамике: можно ли вообще осуществить задуманную им новую реакцию, с помощью которой он рассчитывает получить такое вещество? Если термодинамика даст отрицательный ответ, химик и пытаться не будет осуществлять эту реакцию.

Геолог, изучающий новое рудное, солевое месторождение, советуется с термодинамикой: какие минералы он может в нем найти и в какой последовательности они в этом месторождении могут залегать?

Биологу термодинамика помогает разобраться в бесконечной сложности жизненных процессов, протекающих в живой клетке. Синоптик, предсказывающий погоду, следящий за движением циклонов, за зарождением ураганов и бурь в океане и в воздухе, использует в своей работе строгие законы термодинамики.

Астрофизик наших дней начинает неплохо разбираться в чудовищной, еще совсем недавно казавшейся совершенно недоступной загадочности явлений в недрах далеких миров, внутри звезд, отстоящих от нас на сотни и тысячи световых лет. Пожалуй, теперь ученые знают глубины звезд лучше, чем даже неглубокие недра земного шара, которые лежат всего в каких-нибудь десятках километров под нашими ногами. В этом ученым тоже помогла термодинамика.

Инженер, задумавший построить новый тепловой двигатель, прежде подсчитает с помощью термодинамики, какова может быть его эффективность и будет ли он более выгодным, чем существующие. От ответа термодинамики будет зависеть - стоит ли над новой машиной работать.

Термодинамика указала путь, как создавать новые высокоэкономичные машины, и вот старые паровозы, сотню лет честно трудившиеся, начинают исчезать с железных дорог. Водить поезда стали мощные тепловозы, а они созданы и построены на основе термодинамических расчетов.

Термодинамика научила химиков, как использовать неисчерпаемые в воздушном бассейне земного шара запасы азота. Во всех странах мира работают теперь гигантские азотнотуковые химические комбинаты, которые извлекают азот из воздуха и превращают его в удобрения, повышающие урожаи полей. Трудно представить, что было бы, если бы проблема синтеза азотных удобрений не была решена.

Термодинамика помогла найти решение и в сказочной, поистине фантастической проблеме - в синтезе искусственных алмазов. То, что в природе рождалось в течение миллионов лет в неведомые геологические эпохи в неведомых глубинах, теперь создается в сверхпрочных аппаратах физиков под давлением в сотни тысяч атмосфер (десятки гигапаскалей) при температуре 2000° С. Условия реакции, температуру и давление указала физикам термодинамика.

Термодинамика - замечательная наука. Она необходима всем. Законы термодинамики незыблемы и всеобщи, они лежат в основе всех отраслей знания, изучающих все, что существует и развивается в окружающем нас мире.