МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Х.М. БЕРБЕКОВА»
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Реферат
на тему: М.В. Ломоносов-основоположник МКТ
Работу выполнил
Студентка 1 курса,
группы 1ОПТ
Евсеева М.М.
Михаил Ломоносов родился 20 ноября 1711 года в деревне Денисовка недалеко от Холмогор, что в Архангельской губернии.
В представлении многих людей Ломоносов - сын поморского рыбака из бедной, затерянной в снегах деревеньки, движимый жаждой знаний, бросает все и идет в Москву учиться. На самом деле это скорее легенда, чем быль. Его отец Василий Дорофеевич был известным в Поморье человеком, владельцем рыбной артели из нескольких судов и преуспевающим купцом. Он был одним из самых образованных людей тех мест, поскольку некогда учился в Москве на священника. Известно, что у него была большая библиотека. Мать Михаила Ломоносова - Елена Ивановна была дочерью дьякона. Именно мать, к сожалению, рано умершая, научила читать сына еще в юном возрасте и привила любовь в книге.
В 1741 году Ломоносов возвращается на родину уже зрелым, высококвалифицированным ученым. Началась плодотворная научная деятельность в стенах академии, которая продолжалась почти четверть века.
Напряженная деятельность, продолжительная борьба с враждебной партией преждевременно расстроили здоровье Ломоносова. Весной 1765 Ломоносов простудился, заболел воспалением легких и 4 апреля (15 н. с.) скончался. Похоронен на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры в Петербурге. рихман ломоносов молекулярный электричество
Научное наследие
Рукописное наследие М.В. Ломоносова представляет собой целый ряд работ по различным отраслям знаний, причем многообразие тематики не только удивляет, но и вызывает восхищение. Вклад М.В. Ломоносова в развитие русской науки поистине неоценим. Рассказать обо всех научных достижениях ученого в нескольких словах невозможно. Отмечу только основные результаты, полученные Ломоносовым.
Михаил Ломоносов первым сформулировал основные положения кинетической теории газов, открытие которой обычно связывают с именем Д. Бернулли. Ломоносов считал, что все тела состоят из мельчайших подвижных частиц - молекул и атомов, которые при нагревании тела движутся быстрее, а при охлаждении - медленнее. Согласно его механической теории теплоты, последняя есть внутреннее невидимое движение тел, именно движение составляющих их частичек; при помощи ее Ломоносов удовлетворительно объяснил все явления, связанные с теплотой, и совершенно отвергал существование тепловой материи или теплотвора, который признавался всеми учеными до 60-х годов XIX века. Лишь через 110 - 120 лет после Ломоносова начинает распространяться ныне общепринятое воззрение на теплоту как на движение частиц.
Значительное внимание Ломоносов уделил исследованиям атмосферного электричества, проводившимся им совместно с Г.В. Рихманом. Ломоносов интересовался не только грозами, но и метеорологией в ее целом, вполне сознавал всю важность предсказания погоды и стремился устроить метеорологические станции, пытался при помощи самопишущих инструментов исследовать верхние слои атмосферы: эти мысли были осуществлены только в самом конце XIX столетия.
Научные интересы Ломоносова касались самых неожиданных сфер и привели его даже в область изящных искусств. В начале пятидесятых Ломоносов проявляет особый интерес к мозаике, стеклянным и бисерным заводам. Именно Михаилу Ломоносову мы обязаны рождением русской мозаики и истинного шедевра - знаменитого панно, выполненного на Ломоносовском заводе и посвященного битве под Полтавой.
Одним из наилучших естественнонаучных достижений М.В. Ломоносова, является его молекулярно-кинетическая теория тепла. В середине XVlll века в современной науке господствовала «теория теплорода», впервые выдвинутая Робертом Бойлем. В основе этой теории лежало представление о некой «огненной материи», посредством которой распространяется и передается тепло, а также огонь. Ломоносов обращает внимание научного сообщества на то, что ни расширение тел по мере нагревания, ни увеличение веса при обжиге, ни фокусировка солнечных лучей линзой, не могут быть качественно объяснены «теорией теплорода». Связь тепловых явлений с изменением массы, отчасти, и породили представление о том, что масса увеличивается вследствие проникновения теплорода в поры тел. Но Михаил Ломоносов спрашивает: почему же при охлаждении тела теплород остается, а сила тепла теряется? Опровергнув «теорию теплорода», Ломоносов предлагает свою теорию, в которой он убирает лишнее понятие теплорода.
«Достаточное основание теплоты», по мнению М.В. Ломоносова заключается:
1. «в движении какой-то материи»- так как «при прекращении движения уменьшается и теплота», а «движение не может произойти без материи»;
2. «во внутреннем движении материи» так как недоступно чувствам;
3. «во внутреннем движении собственной материи» тел, то есть «не посторонней»;
4. «во вращательном движении частиц собственной материи тел», так как «существуют весьма горячие тела без» двух других видов движения «внутреннего поступательного и колебательного»
Итак, Ломоносов доказал, что причиной теплоты является внутреннее вращательное движение связанной материи. Эти рассуждения имели огромный резонанс в современной европейской науке. Теория, как и подобает, более критиковалась, чем принималась учеными. В большей степени критика была направлена на следующие стороны теории: Ломоносов химия молекулярный кинетический.
1. Частицы Ломоносова обязательно шарообразны, (что не доказано);
2. Утверждение, что колебательное движение влечет за собой распад тела, и поэтому, не может служить источником тепла, но, напротив, общеизвестно, что частицы колоколов колеблются веками и колокола не рассыпаются;
М.В. Ломоносов считает, что все тела состоят из корпускул-молекул, которые являются «собраниями» элементов-атомов. В своей диссертации «Элементы математической химии» (1741 год; диссертация не завершена)
Ученый дает такое определение: «Элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших и отличающихся от него тел Корпускула есть собрание элементов, образующее одну малую массу».
В более поздней работе(1746год) он вместо «элемента» употребляет слово «атом», а вместо «корпускула»-партикула-«частица» или «молекула». «Элементу» Ломоносов дает современное значение- в смысле предела делимости тел-последней составной их части. Древние говорили: «Как слова состоят из букв, так и тела-из элементов». Атомы и молекулы у М.В. Ломоносова-«физические нечувствительные частицы», чем подчеркивается, что эти частицы чувственно неощутимы. Ломоносов показывает различие «однородных» корпускул, то есть состоящих из «одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом», и «разнородных»-состоящих из различных элементов.
Своей корпускулярно-кинетической теорией тепла М.В. Ломоносов предвидел многие гипотезы, сопутствовавшие дальнейшему развитию атомистики и теорий строения материи. В его положениях, логических построениях и доказательствах можно наблюдать следующие аналогии с представлениями, ставшими актуальными более чем сто лет спустя:
1. Атомы - шарообразные вращающиеся частицы-следующий шаг был сделан только с гипотезой электрона, увеличение скорости вращения сказывается повышением температуры, а покой-предвосхищает мысль об абсолютном нуле и невозможности его достижения.
2. По Джоулю (1844 год) теплота-следствии вращательного движения молекул; теплота, как следствие вращения частиц- у У.Д. Рэнкина- при обосновании второго закона термодинамики);
3. М.В. Ломоносов впервые использует геометрическую модель для доказательства, связанного с формой, строением и взаимодействием разной величины шарообразных атомов;
4. Опытным путем вплотную приблизился к открытию водорода;
5. Дал кинетическую модель идеального газа, по отдельным положениям, при ряде поправок- соответствующую принятой в дальнейшем;
6. Демонстрирует зависимость между объемом и упругостью воздуха, тут же указывает на дискретность ее для воздуха при сильном его сжатии, что определяет конечный размер его молекул-настоящая мысль применена Я.Д. Ван-дер-Ваальсом в выводе уравнения реального газа;
7. Рассматривая тепло и свет, М.В. Ломоносов приходит к выводам о вращательном распространении частиц тепла и волновом- частиц света;
8. Русский ученый говорит об одном происхождении света и электричества, что, при определенных поправках на общие представления времени, сопоставимо с положениями электромагнитной теории Д.К. Максвелла.
Некоторые из этих утверждений в той или иной форме в дальнейшем высказывались другими учеными, в едином рассмотрении-никем. Справедливость этих аналогий и предшествие гипотез М. В. Ломоносова достаточно убедительно показаны химиком и историком науки Н. А. Фигуровским и многими другими учеными.
Вращательное движение М.В. Ломоносов открыл и положил в основу своей «Натуральной философии», как один из фундаментальных принципов мироздания. При всем умозрительно-философском характере и логике идей М.В. Ломоносова (ученый достаточно широко использовал и математический аппарат, но математика сама по себе ни есть «абсолютный гарант достоверности».
Выводы механической теории теплоты, подтвердив саму ее, впервые обосновали гипотезу об атомно-молекулярном строении материи-атомистика получила объективные естественнонаучные доказательства. С корпускулярной теорией и молекулярно-кинетическими взглядами М.В. Ломоносова на прямую связанно его понимание актуальности закона сохранения вещества и силы. Принцип сохранения силы для него стал начальной аксиомой рассмотрении аргументов в обосновании молекулярного теплового движения. Принцип этот регулярно применяется им в ранних работах. В диссертации «О действии химических растворителей вообще» он пишет: «Когда какое-либо тело ускоряет движение другого, то сообщает ему часть своего движения; но сообщить часть движения оно не может иначе, как теряя точно такую же часть». Похожи соображения о принципе сохранения вещества, показывающего несостоятельность теории теплорода. Руководствуясь им, М.В. Ломоносов выступает с критикой идей Р. Бойля о преобразовании огня в «стойкую и весомую» субстанцию. В 1774 году А.Л. Лавуазье опубликует работу, в которой описаны аналогичные опыты; позднее им был сформулирован и опубликован закон сохранения вещества - результаты опытов М.В. Ломоносова не были опубликованы, поэтому о них стало известно спустя 100 лет.
В письме к Л. Эйлеру Ломоносов формулирует свой «всеобщий естественный закон». Повторяя его в диссертации «Рассуждение о твердости и жидкости тел»: Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте… сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же он у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает.
Являясь противником теории флогистона, М. В. Ломоносов, тем не менее, вынужден был делать попытки согласования ее со своей «корпускулярной философией», что было естественно в современной ему всеобщей «конвенциональности» относительно теории «невесомых флюидов»- иначе он не только не был бы понят, но его идеи вообще не были бы приняты к рассмотрению. Но ученый уже подвергает критике Г.Э. Шталя: «Так как восстановление производится тем, же, что и прокаливание, даже более сильным огнем, то нельзя привести никакого основания, почему один и тот же огонь то внедряется в тела, то из них уходит».
Основные сомнения М.В. Ломоносов с вопросом невесомости флогистона, который, удаляясь при кальцинации из металла, дает возрастание веса продукта прокаливания- в чем ученый усматривает явное противоречие «всеобщему естественному закону». М. В. Ломоносов оперирует флогистоном как материальным веществом, которое легче воды- существу указывая на то, что это- водород. В диссертации «О металлическом блеске» он пишет: «При растворении какого-либо неблагородного металла, особенно железа, в кислотных спиртах из отверстия склянки вырывается горючий пар, который представляет собой не что иное, как флогистон, выделившийся от трения растворителя с молекулами металла и увлеченный вырывающимся воздухом с более тонкими частями спирта». Ибо:
1. Чистые пары кислых спиртов невоспламенимы;
2. Извести металлов, разрушившихся при потере горючих паров, совсем не могут быть восстановлены без добавления какого-либо тела, изобилующего горючей материей»
К аналогичному выводу, более 20 лет спустя пришел английский ученый Г. Кавендиш, который был уверен, что его открытие разрешает все противоречия теории флогистона. Идентичный вывод М.В. Ломоносова в работе «О металлическом блеске» «остался незамеченным», М. В. Ломоносов своей «корпускулярной философией» не только подвергает критике наследие алхимии и ятрохимии, но, выдвигая продуктивные идеи, использовавшиеся им на практике- формирует новую теорию, которой суждено было стать фундаментом современно науки.