Tekst
Onderstaande tekst is niet 100% betrouwbaar

nische warmteleer, mechanische warmtetheorie of thermodynamica. Zij neemt aan, dat warmte arbeidsvermogen van beweging der moleculen is. Terwijl deze bewegingen door de geringe afmetingen der moleculen aan de waarnemingen van ons gezichtsvermogen ontsnappen, maken zij op onzen gevoelszin den indruk, dien wij warmte noemen.

In de ontwikkeling,welke de thermodynamica tot op dit oogenblik heeft doorgemaakt, vallen in hoofdzaak twee duidelijk van elkanderverschillendemethoden van onderzoek te onderscheiden. De eerste grijpt het diepst in het wezen der waargenomen verschijnselen in; liet zij zich volmaakt doorvoeren, dan zou zij in elk geval de meest volmaakte zijn. Zij legt den nadruk op de bewegingen van de als afzonderlijke massa's gedachte moleculen (en atomen), welke voor gasvormige lichamen aan betrekkelijk eenvoudige wetten voldoen (zie Gassen), terwijl deze voor vloeibare en vaste lichamen nog slechts in ruwe trekken konden worden opgesteld. Deze kinetische theorie is, sedert zij door D. Bernoulli (1738), Herapath (1821), Waterston (1845), Joule (1851), Kranig (1846) en Clausius (1857) werd opgesteld, vooral door Maxwell, Boltzmann en van der Waals verder doorgevoerd. Intusschen stuit zij bij haar verdere ontwikkeling op voorloopig onoverkomelijke, principieele moeilijkheden bij de verklaring der thermodynamische hoofdwetten, ofschoon in den laatsten tijd de verschijnselen der radioactiviteit (zie aldaar) aan de kinetische opvatting als zoodanig ten goede zijn gekomen.

De tweede methode der thermodynamica onderscheidt zich van de eerste hierdoor, dat zij den mechanischen aard der warmte niet op den voorgrond plaatst, maar inplaats daarvan van enkele, zeer algemeene ervaringsfeiten uitgaat, voornamelijk van de zoogenaamde beide hoofdwetten der thermodynamica. Daaruit volgen dan, langs zuiver logischen weg, een groot aantal nieuwe wetten der natuur- en scheikunde, welke tot op dit oogenblik zonder uitzondering juist zijn gebleken. De eerste hoofdwet spreekt, in verband met de Wet op het behoud van arbiedsvermogen, de aequivalontie van warmte en arbeid uit. Een gegeven hoeveelheid mechanisch arbeidsvermogen kan een bepaalde hoeveelheid warmte voortbrengen en omgekeerd. Róbert Mayer berekende (1842), op grond van de veronderstelling, dat het verschil tusschen de soortelijke warmte van een gas bij standvastigen druk en bij standvastig volume alleen bepaald wordt door den uitwendigen arbeid, dien het bij zijn uitzetting verricht, dat één gramcalorie aequivalent is met een arbeid van 42 000 000 erg. Men noemt dit het mechanisch aequivalent der warmteeenheid. Joule en Rowland kwamen, op grond van rechtstreeksche meting, tot overeenkomstige waarden. Het is nu deze eerste hoofdwet, welk bijv. de warmteontwikkeling bij scheikundige processen beheerscht.

> ■ De tweede hoofdwet verschilt van de eerste principieel hierdoor, dat zij de vraag behandelt, welke richting een proces, dat in de natuur optreedt, zal nemen. Zij heeft in tegenstelling met de eeipte, welke zich bezighoudt met de omzettingen van een standvastige grootheid, het arbeidsvermogen, betrekking op een grootheid, de entropie, welke bij alle in i de natuur voorkomende processen toeneemt. Haar bewijs gaat uit van het feit, afgeleid uit de waarnemingen voor zoover wij die kennen,dat warm¬

vermogen van beweging der moleculen is. Terwijl deze bewegingen door de geringe afmetingen der

te nooit van zelf van een kouder naar een warmer lichaam gaat (Clausius, 1850). Terwijl mechanische arbeid geheel in warmte kan worden omgezet, is het onmogelijk om de aldus verkregen warmte weder geheel in mechanischen arbeid om te zetten. Het gevolg daarvan is, dat het arbeidsvermogen van beweging, in het gansche heelal aanwezig, steeds meer in warmte overgaat, welke de bestaande temperatuurverschillen steeds meer vereffent.

Ofschoon de tweede, meer inductieve methode der thermodynamica, het meest met den tegenwoordige^ stand der wetenschap overeenstemt, kan zij moeilijk als het laatste woord in het vraagstuk der warmtetheorie beschouwd worden. Het streven naar een uniforme natuuraanschouwing, dat door de ontdekking van de Wet op het behoud van arbeidsvermogen zoo sterk naar voren is geschoven, laat zich op den duur niet terug dringen. In een verklaring, welke van deze uniformiteit uitgaat, zouden de beide genoemde wetten, ofschoon de uit haar afgeleide resultaten onaangetast blijven, niet meer zelfstandig optreden, maar op haar beurt uit nog meer algemeene wetten moeten afgeleid worden. Naar het schijnt is voor de tweede hoofdwet deze mogelijkheid door de onderzoekingen omtrent de warmtestraling reeds aanwezig. Daarnaar zou zij geen zelfstandige beteekenis meer hebben, maar is de entropie van een natuurlijken toestand in het algemeen gelijk aan de natuurlijke logarithme der waarschijnlijkheid van dien toestand, vermenigvuldigd met een universeele constante.

Warmte, Dierlijke. Zie Dierlijke tvarmte.

Warmteeenheid. Zie Calorie.

Warmtegeleiding, de overgang van warmte tusschen lichamen of deelen van eenzelfde lichaam, heeft plaats,wanneer de elkander aanrakende lichaamsdeelen verschillende temperatuur hebben.Denken wij ons van een of andere stof een groote plaat, die d cm. dik is en aan de ééne zijde op een standvastige temperatuur, bijv. die van smeltend ijs, wordt gehouden, terwijl de andere in aanraking is met warm water, dan leert de waarneming, dat de hoeveelheid warmte (Q), welke per seconde door de plaat stroomt, evenredig is met haar oppervlakte (q) en het temperatuurverschil (t) en omgekeerd evenredig met haar dikte (d.) Wiskundig luidt deze

betrekking: Q = k. g--p waarin k een constante

is, die alleen van den aard der stof afhangt. Zij heet

het warmtegeleidingsvermogen. De breuk geeft

het temperatuurverval per cm. aan; men noemt haar temperatuurhelling. De natuurkundige beteekenis van het warmtegeleidingsvermogen wordt duidelijk als men q, t en d gelijk 1 stelt. Dan wordt k, het warmtegeleidingsvermogen, gelijk aan de hoeveelheid warmte, die per seconde door een kubus van de stof met een ribbe van 1 cm. heengaat, als twee tegenoverliggende zijden een temperatuurverschil 1 hebben en de andere zijden als ondoorlaatbaar voor de warmte worden gedacht. Dit geleidingsvermogen is voor verschillende stoffen zeer ongelijk, zooals de volgende tabel doet zien:

GELEIDINGSVERMOGEN in gr. cal. per seconde.

Zilver 1,096 Zink 0,280

Koper 0,680 Kwikzilver 0,016

Sluiten