Те, кто помнят хотя бы школьный курс физики, знают, что в понятие «температура тела» вкладывают понимание уровня колебательных движений молекул или их хаотического движения (если это газы). Чем выше температура тела – тем сильнее колеблются (или движутся) молекулы. И если повышать температуру тела, то твердые тела могут расплавиться, т.е. нарушатся связи между молекулами настолько, что твердое перейдет в жидкое.
Но такое понимание физического принципа температуры было не всегда. В XVIII и даже в начале XIX века в физике существовало понятие теплород. Это невесомый флюид (разновидность материи со свойствами жидкости или газа), присутствующий в материи и являющийся причиной тепловых явлений. Понятие теплород ввел в 1783 году основатель современной химии, Антуан Лавуазье.
Считалось, что теплород всегда переходит от более нагретого тела к менее нагретому. Но куда исчезает теплород в итоге, если все тела без внешнего источника тепла стараются охладиться – было загадкой.
Этот флюид в процессах горения в 17-18 вв. называли флогистон. Это «сверхтонкая материя» или «огненная субстанция», которая по представлениям ученых того времени наполняла все горючие вещества и высвобождалась из них при горении. В то время не было понимания многих физических процессов и в науке тех лет вводили такие понятия, чтобы хоть как-то объяснить видимые явления. Т.е. теплород – флюид тепла, а флогистон – флюид горения.
Это было примерно так же, как с темной энергией и темной материей в наше время. Астрофизики не знают, почему все звезды в спиральных галактиках вращаются с одинаковой угловой скоростью. И поэтому им пришлось ввести понятие новой материи и энергии, не излучающей и не поглощающей фотоны света. Про это была статья здесь:
После открытия кислородного процесса горения, флогистон, как субстанция был признан опровергнутой моделью горения. Так же произошло и с теплородом. Простые опыты с трением показывали, что тепло связано с трансформацией механического движения в тепловую. А еще теплород пытались доказать взвешиванием нагретого и охлажденного тела. Но безуспешно. Хотя, опыт некорректный. Это все-равно что доказывать электричество взвешиванием аккумулятора при полном заряде и в разряженном состоянии.
Но до сих пор многие исследователи задаются вопросом, что такое тепло и что такое температура тела. Есть ряд тонких моментов. Например, в теплопроводности тел.
Если уровень температуры тела – это уровень колебаний его молекул, то почему колебания не передаются столь быстро, как, например, звук в материи? Ведь звук – это тоже колебания молекул. Есть вещества с быстрым уровнем теплопроводности (медь, например), а есть и такие тела, которые проводят тепло крайне плохо (теплоизоляторы). Хотя, звук там и там будет проходить.
Существует понятие теплоемкости. Это способность вещества накапливать тепловую энергию. Т.е. колебания молекул в одних веществах затухают быстрее, а в других обладают большей инерцией. Получается, так? Ведь теплоемкость не всегда зависит от плотности вещества.
У нагретых тел есть одна особенность. Они излучают инфракрасное излучение, а при сильном нагреве – уже и видимое (сталь становится красным). Сильно нагретый вольфрам в лампе накаливания – уже имеет более белый свет.
Т.е. молекулы при сильных колебаниях испускают фотоны. Происходит перевод их кинетической энергии в другую, относящейся к квантовой физике. А там, как мы знаем, фотоны испускают электроны в атомах, переходящие с высшей орбиты на низшую. Получается, увеличение амплитуды (или частоты) колебаний атомов приводят к повышению уровня орбиты электронов, на которой он находится не долго. Спускается на низшую с испусканием фотона. Логика говорит так.
И вообще, увеличение температуры и повышение уровня колебаний атомов – это повышение амплитуды колебаний или частоты колебаний? Может быть, в узкоспециализированной литературе про это есть информация?
Некоторые исследователи, не имеющие отношения к академической науке, склоняются к мнению, что уровень температуры – это не уровень колебаний атомов, а уровень излучения тела фотонов. Не совсем с ними согласен. Т.к., например, олово вы будете жалом паяльника за счет ИК-излучения расплавлять долго, даже если держать его на расстоянии 0,5 мм. А при физическом контакте тепловая энергия олову передается мгновенно и оно плавится.
Считаю, что температура и тепло – это какое-то частотное состояние атомов вещества. В чем-то здесь у нас есть пробел. Излучение света (фотонов) при этом – лишь часть процесса в стремлении тела уравнять свою температуру с температурой среды.
