"Закон сохранения энергии".

Это одна из первых железнодорожных катастроф. Произошла она из-за взрыва паровозного котла.

На заре паровозостроения такие явления были достаточно частыми. Это объяснялось недостаточными знаниями в области термодинамики и сопротивлении материалов, а так же недостаточно хоришим качеством самих материалов. Глядя на эти фотографии, хочу обратить ваше внимание на ту работу, которую совершил пар при взрыве и прочувствовать его могучую силу.

Вернемся, однако, к теме урока. Мне бы хотелось довести до вашего сознания тот мыслительный процесс, который произошел в умах людей, открывших закон сохранения энергии. Посмотрим на могучую красоту нашей природы. Мы живем среди этих елок и берез, привыкли ко всем временам года. Но в ходе рассказа, нам придется кое-что сравнить. А пока перенесемся в Германию середины 19 века в город Хейльбронн.

Немецкий врач и физик Юлиус Роберт фон Майер родился в Хейльбронне в семье аптекаря. Получив медицинское образование, он несколько месяцев работал в клиниках Парижа, после чего отправился в качестве корабельного врача на о. Ява. В течение годичного плавания (1840–1841 гг.) врач Майер пришел к своему великому открытию.

С 13 по 19 век Европа знала лишь несколько средств лечения болезней - рвотное, слабительное, кровопускание. Но если от рвотных и слабительных никто не умирал, то кровопускание грозило смертью.

Медики считали, что в крови человека имеется четыре вещества, отвечающих за болезни. И если выпустить кровь, то и болезнь тоже уйдет с веществом.

На руке делался надрез специальным ножичком- ланцетом. Кровопускание делалось даже в цирюльнях. И часто это грозило осложнением из-за применения грязных инструментов или в связи с тем, что цирюльник путал вену или артерию, когда кровь вырывалась из тела человека и он погибал за несколько минут.

Конечно, матросы во время плавания болели и доктор Майер их лечил известными способами.

А теперь посмотрим, где Майер прожил год

Мы с вами знаем, что Ява находится в Индонезии, и там очень жаркий климат, много солнца, фруктов, море полно рыбы. Вспомним нашу природу, красивую, могучую, но не избалованную солнцем.

Роберт Майер заметил, что венозная кровь местных жителей гораздо более яркая, чем у европейцев. Однако через несколько месяцев и у моряков кровь стала похожа на артериальную. Это изменение цвета венозной крови привело его к мысли, что существует связь между потреблением вещества и образованием тепла. Установил также, что количество окисляемых продуктов в организме человека возрастает с увеличением выполняемой им работы. Все это дало Майеру основание в 1840 допустить, что теплота и механическая работа способны взаимопревращаться.

Майер впервые сказал о том, что растения потребляют энергию солнечного света и превращают ее в энергию химических связей органических соединений. А, соответственно, потребляемая пища дает энергию мышцам, например, человека. И в результате человек может совершить определенную механическую работу.

Результаты своих исследований он изложил в работах «О количественном и качественном определении сил» (1841, опубликована в 1881) и «Замечания относительно сил неживой природы» (1841, опубликована в 1842). В этих работах Майер впервые сформулировал закон сохранения энергии, подробнее — в работе «Органическое движение в его связи с обменом веществ» (1845), а также теоретически вычислил механический эквивалент теплоты

• Эта работы Майера по праву считаются основополагающими в истории закона сохранения и превращения энергии.
• Особенно важна идея Майера о качественном превращении сил (энергии) при их количественном сохранении. Майер подробно анализирует всевозможные формы превращения энергии .

Однако его открытие долгое время не признавалось, он даже подвергся травле со стороны других ученых. И закон сохранения энергии открывался почти в то же время другими учеными.

Джеймс Прескотт Джоуль

24.12.1818 – 11.10. 1889

Английский физик Джеймс Прескотт Джоуль родился в Солфорде близ Манчестера в семье богатого пивовара.

Джеймс Джоуль провел много экспериментальных опытов, которыми доказал закон сохранения энергии. Одно наблюдение поразило его. Перед вами пушка. Чтобы ее сделать, выливалась болванка по форме пушки. Но для того чтобы болванка стала пушкой, в ней надо было выточить ствол - канал, вдоль которого будет двигаться ядро.

Перед вами модели станков и пушек, в которых весверливаются жерла. Чаще пушки опускали в специальный чан с водой и там уже запускали станок. Джоуль видел, как в результате механической работы сверла, вода в чане кипела. Дальнейшими опытами он установил связь между выделением тепла и механической работой. А изучая электричество, понял, что электрический ток выделяет тепло.

Джеймс Джоуль

Закон Сохранения энергии

Герман Гельмгольц

В 1814 г. Сади Карно окончил Политехническую школу в Париже, затем поступил в инженерные войска. В 1827 г. он был произведен в капитаны и вскоре вышел в отставку. О его научной деятельности, которую он совмещал с военной службой, известно очень мало. Зато вечную мировую славу завоевала опубликованная в 1824 г. его единственная небольшая книжка «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». В записках Карно был сформулирован закон сохранения энергии в частном виде. Первую точную формулировку закона сохранения энергии и его математическую запись дал Герман Гельмгольц (1821–1894).

Юлиус Майер

Сади Карно

Энергия в природе ниоткуда не появляется и никуда не исчезает. Она лишь превращается из одной формы в другую.

Е = const

Вместе с открытием закона сохранения энергии исчезла мечта человечества о вечном двигателе

Закон напрямую говорит, что для того, чтобы механизм совершал механическую работу, каким-то способом к нему должна подводиться энергия.

• В скромную семью приезжает в гости сержант из Индии. Он показывает хозяевам талисман – высушенную обезьянью лапу, которая может выполнять любые желания его владельцев. Собравшиеся решают испытать талисман. Хозяин просит у обезьяньей лапы 200 фунтов стерлингов.

Рассказ Джэкобса “Обезьянья лапа”:

Замечательной аллегорической иллюстрацией к закону сохранения энергии служит рассказ британского писателя.

• Раздаётся стук в дверь. Входит служащий той фирмы, где работает сын хозяина. Он сообщает, что в результате несчастного случая сын хозяина погиб. Фирма не считает себя виновной за случившееся, но в порядке компенсации просит принять пособие в размере 200 фунтов стерлингов.