Embedded Files
Ανάμεσα στα 1832 και στα 1854, δώδεκα τουλάχιστον άνθρωποι, ανάμεσά τους ο Γιούλιους Ρόμπερτ Μάγιερ στη Γερμανία, ο Τζαίημς Πρέσκοτ Τζάουλ στην Αγγλία και ο Χέρμαν Φον Χέλμχολτς στη Γερμανία, έφτασαν στην αρχή της διατήρησης της ενέργειας, ανεξάρτητα και από δρόμους διαφορετικούς. Άλλοι απ’ αυτούς διέσχισαν μονοπάτια καθαρά φιλοσοφικά, άλλοι καθοδηγήθηκαν από το ενδιαφέρον τους για πρακτική γνώση των μηχανών, ενώ άλλοι πάλι έφτασαν μέσα από εργαστηριακή έρευνα.
Απέχοντας ουσιαστικά από πειραματικές προσπάθειες, ο Mayer (Μάγιερ)–γιατρός στο επάγγελμα- αφιερώθηκε στο στοχασμό και αξιοποιώντας τις παρατηρήσεις και τα διαθέσιμα στοιχεία έφτασε στην αρχή διατήρησης. Ένα από τα κρίσιμα συμπεράσματά του, ξεκίνησε από παρατηρήσεις πάνω στα ανθρώπινα σώματα.
Ταξιδεύοντας ως γιατρός πλοίου στις Ανατολικές Ινδίες και εφαρμόζοντας την αφαίμαξη για τη θεραπεία του υψηλού πυρετού, παρατήρησε ότι το φλεβικό αίμα των ασθενών του ήταν περίπου το ίδιο κόκκινο όσο και το αρτηριακό. Θεώρησε το γεγονός σαν επαλήθευση μιας (γνωστής σ’ αυτόν) παλιάς θεωρίας του Lavoisier που έλεγε ότι, η θερμότητα που παράγεται στα ζώα οφείλεται στη βραδεία καύση των τροφών και συνεπώς για να διατηρηθεί η θερμοκρασία του οργανισμού στα θερμά περιβάλλοντα, απαιτούνται λιγότερες καύσεις σε σχέση με τα ψυχρά. Από ’κεί και πέρα, σκέφτηκε ότι στις υψηλές θερμοκρασίες το οξυγόνο του φλεβικού αίματος έπρεπε να είναι αυξημένο, μιας και χρησιμοποιόταν λιγότερο για τις καύσεις του οργανισμού.
Η παραπάνω ποσότητα οξυγόνου στο αίμα των φλεβών, μπορούσε να δικαιολογήσει το κόκκινο χρώμα του αίματος. Η παρατήρηση τον έπεισε ότι η θερμότητα που δημιουργείται στο ανθρώπινο σώμα έπρεπε να σχετίζεται με τη χημική ενέργεια των τροφών. Προεκτείνοντας το συμπέρασμα, υπέθεσε ότι και η μηχανική ενέργεια, την οποία μπορούσαν να παρέχουν οι μύες, προερχόταν από την ίδια πηγή. Επηρεασμένος και από τη Φιλοσοφία της Φύσης κατέληξε να υποστηρίξει (1842) ότι η μηχανική ενέργεια, η χημική ενέργεια και η θερμότητα έπρεπε να είναι μορφές ισοδύναμες και αλληλομετατρεπόμενες. Αργότερα, εφαρμόζοντας τους Νόμους των Αερίων για θέρμανση υπό σταθερή πίεση και σταθερό όγκο, υπολόγισε την ποσότητα θερμότητας που έπρεπε να είναι ισοδύναμη με μια μονάδα μηχανικής ενέργειας.
Η κεντρική ιδέα ήταν ότι, κατά την εξέλιξη οποιουδήποτε φαινομένου υπάρχει κάποια ποσότητα που εμφανίζεται με διάφορα πρόσωπα, αλλά διατηρεί πάντα την τιμή της. Έτσι δεν μπορεί ούτε να δημιουργηθεί από το μηδέν ούτε να γίνει μηδέν. Η θερμότητα, το φως, η δυνατότητα για μηχανικό έργο, η «δύναμη των χημικών αντιδράσεων» δεν είναι παρά ορισμένες μορφές αυτής της ποσότητας, που πήρε το όνομα ενέργεια. Οι διάφορες μορφές ενέργειας κατά τις αλληλομετατροπές τους παραμένουν ποσοτικά ισοδύναμες.
Ο τελευταίος αυτός ισχυρισμός κρύβει ένα ιδιαίτερο στοιχείο, που είναι η για πρώτη φορά επιδίωξη της ανθρώπινης σκέψης να θεωρήσει ποσοτικά ισοδύναμες, ποσότητες που δεν είναι ομοειδείς. Την καθαρότερη διατύπωση της αρχής της διατήρησης της ενέργειας την έδωσε, το 1847, ο Helmoholtz (Χέλμχολτς). Σύμφωνα με αυτή τη διατύπωση, όλες οι μορφές ενέργειας είναι ισοδύναμες και ένα ορισμένο ποσό μιας μορφής ενέργειας δεν μπορεί να εξαφανιστεί χωρίς να εμφανιστεί στη θέση του ένα ισοδύναμο ποσό ενέργειας με κάποιο άλλο «πρόσωπο». Κι από την άλλη, κάθε μηχανή που μας προσφέρει ενέργεια δεν μπορεί να κάνει τίποτα αν δεν πάρει ενέργεια από κάποια άλλη πηγή.
Λίγα χρόνια μετά, σε μια διάλεξη, θα διατυπώσει την αρχή της διατήρησης ακόμα πιο καθαρά: Μπορούμε να πούμε ότι το σύμπαν περιέχει μια ποσότητα ενέργειας που δεν μπορεί με κανέναν τρόπο ούτε να αυξηθεί ούτε να γίνει λιγότερη. Η ποσότητα ενέργειας του σύμπαντος είναι αιώνια και αμετάβλητη όπως και η μάζα του. Μ’ αυτά τα λόγια σας αναγγέλλω ένα μεγάλο νόμο της φύσης, την «αρχή διατήρησης της ενέργειας».
Σύμφωνα με την αρχή αυτή, «η ολική ενέργεια ενός αποκλεισμένου συστήματος, δηλαδή ενός συστήματος που δεν συναλλάσσει θερμότητα και έργο με το περιβάλλον, παραμένει σταθερή». Το γεγονός ότι η ολική ενέργεια παραμένει σταθερή δε μας εμποδίζει βέβαια, να έχουμε, μέσα στο σύστημα, μετατροπές ποσοτήτων ενέργειας από μια μορφή σε άλλη. Η αρχή αυτή ισχύει μέσα στα πλαίσια της κλασικής φυσικής. Παράδειγμα συστήματος που διατηρεί την ενέργειά του είναι το ηλιακό σύστημα.
Google Sites
Report abuse