Анти-Дюринг. Диалектика природы

Длительный ток можно получить различными способами. Механическое движение масс производит прямо, путем трения, ближайшим образом лишь статическое электричество; для получения таким путем длительного тока нужна огромная непроизводительная затрата энергии; чтобы движение это по крайней мере в большей своей части превратилось в электрическое движение, оно нуждается в посредстве магнетизма, как в известных магнитоэлектрических машинах Грамма, Сименса и т. д. Теплота может превращаться прямо в электрический ток, как, например, в месте спайки двух различных металлов. Высвобождаемая химическим действием энергия, проявляющаяся при обычных обстоятельствах в форме теплоты, превращается при определенных условиях в электрическое движение. Наоборот, последнее превращается при наличии соответствующих условий во всякую другую форму движения: в движение масс (в незначительной мере непосредственно в электродинамическом притяжении и отталкивании; в крупных же размерах, опять-таки посредством магнетизма, в электромагнитных двигателях); в теплоту – повсюду в замкнутой цепи тока, если только не происходит других превращений; в химическую энергию – во включенных в цепь электролитических ваннах и вольтаметрах, где ток разлагает такие соединения, с которыми иным путем ничего нельзя поделать.

Во всех этих превращениях имеет силу основной закон о количественной эквивалентности движения при всех его видоизменениях. Или, как выражается Видеман, «согласно закону сохранения силы, механическая работа, употребленная каким-нибудь образом для получения тока, должна быть эквивалентна той работе, которая необходима для порождения всех действий тока»[361]. При переходе движения масс или теплоты в электричество[362] здесь не представляется никаких трудностей: доказано, что так называемая «электродвижущая сила» равна в первом случае потраченной для указанного движения работе, а во втором случае «в каждом спае термоцепи прямо пропорциональна его абсолютной температуре» (Видеман, кн. III, стр. 482), т. е. опять-таки пропорциональна имеющемуся в каждом спае измеренному в абсолютных единицах количеству теплоты. Закон этот, как доказано, применим и к электричеству, получающемуся из химической энергии. Но здесь дело не так просто, – по крайней мере с точки зрения ходячей в наше время теории. Поэтому присмотримся несколько внимательнее к этому случаю.

Фавру принадлежит одна из прекраснейших серий опытов касательно тех превращений форм движения, которые могут быть осуществлены при помощи гальванической батареи (1857–1858 гг.)[363]. Он ввел в один калориметр батарею Сми из пяти элементов; в другой калориметр он ввел маленькую электромагнитную двигательную машину, главная ось и шкив которой выступали наружу для любого механического использования. Всякий раз при получении в батарее одного грамма водорода, resp.[364] при растворении 32,6 грамма цинка (выраженного в граммах прежнего химического эквивалента цинка, равного половине принятого теперь атомного веса 65,2) имели место следующие результаты:

А. Батарея в калориметре замкнута на себя, с выключением двигательной машины: теплоты получено 18682, resp. 18 674 единицы.

В. Батарея и машина сомкнуты в цепь, но машина заторможена: теплоты в батарее – 16 448, в машине – 2219, вместе – 18 667 единиц.

С. Как В, но машина находится в движении, не поднимая, однако, груза: теплоты в батарее – 13 888, в машине – 4769, вместе – 18 657 единиц.

D. Как С, но машина поднимает груз и производит при этом механическую работу, равную 131,24 килограммометра: теплоты в батарее – 15 427, в машине – 2947, вместе – 18 374 единицы; потеря по сравнению с вышеприведенной величиной в 18 682 единицы составляет 308 единиц теплоты. Но произведенная механическая работа в 131,24 килограммометра, помноженная на 1000 (чтобы перевести граммы химического результата в килограммы) и разделенная на механический эквивалент теплоты, равный 423,5 килограммометра (См. примечание[365]), дает 309 единиц теплоты, т. е. в точности вышеприведенную разницу, как тепловой эквивалент произведенной механической работы.

Таким образом, и для электрического движения убедительно доказана – в пределах неизбежных погрешностей опыта – эквивалентность движения при всех его превращениях. И точно так же доказано, что «электродвижущая сила» гальванической цепи есть не что иное, как превращенная в электричество химическая энергия, и что сама цепь есть не что иное, как приспособление, аппарат, превращающий освобождающуюся химическую энергию в электричество, подобно тому как паровая машина превращает доставляемую ей теплоту в механическое движение, причем в обоих случаях совершающий превращение аппарат не прибавляет еще от самого себя какой-либо добавочной энергии.