Предисловие 5
Введение 7
Градусы и температура 9
От Галилея до Цельсия *2
Теплота и температура 21
Тепловое равновесие 25
Теплота и холод §7
Температурная шкала °0
Карно gf
Лазар Карно З*
Идеальный цикл Карно °*
Великая теорема Карно *у
Как рассуждал Карно ' .**
Плотина и тепловая машина *5
Вечные двигатели *6
Закон сохранения энергии *7
Адиабата * °|
Функция Карно 55
Термодинамическая шкала температур 57
Открытие лорда Кельвина 60
Реальная шкала температур 61
Международная шкала температур 63
Кинетическая теория газов 64
Столкновения в идеальном газе 65
Какую скорость имеют молекулы? 67
Кинетическая энергия молекул и температура 69
Распределение энергии по степеням свободы 71
Теплоемкость 73
Распределение Максвелла 74
Что такое распределение? 75
Разные средние * 77
Распределение Максвелла и хаос 78 Термодинамическая температура и квантовая механика 84
Магнитные стрелки 87
Недостижимость абсолютного нуля 89
Энтропия • 91
Цикл Карно на диаграмме TS 94
Сопряженные величины . 95
Энтропия идеального газа 93
Реальный, необратимый мир 97
Плата за работу 99
Еще одна формула для энтропии 101
Два начала термодинамики Ю2
Холодильник 104
Насос Томсона * Юр
Формула Больцмана Ю7
Как зависит S от температуры? Ю9
Плотность состояний HI
Температура атомных ядер И2
Спины в решетке 115
Равновесие спинов и температура И°
Отрицательные температуры 11 д
Низкие температуры 120
Максимальная температура 121
Неожиданный парадокс • 123
Магнитное охлаждение 12*
Задача для развлечения 128
Черное излучение 132
Ультрафиолетовая катастрофа • 134
Новая фундаментальная постоянная 136
Фотонный газ 140
Черное тело 143
Реликтовое излучение 144
Черные дыры 147
Парадокс черной дыры 148
Единицы Планка 150
Излучение черной дыры 152
Гибель черной дыры 152
Новый парадокс 154
Охлаждение пучка антипротонов 155
Температура и дисперсия 157
Броуновское движение 158
Флуктуация 160
Демон Максвелла 162
«Демон» и антипротоны 165
Вверх по шкале температур 167
Как теряется память? 169
Газ Лоренца 172
Размешивание 174
Бильярды Синая 175
Античастицы во Вселенной 176
Высокотемпературная сверхпроводимость 180
Заключение 186
ПРЕДИСЛОВИЕ
Цель популярной книги по физике двоякая. Прежде всего, из нее читатель может узнать нечто для себя новое. В этой книге про температуру собрано много разных фактов, о которых не написано в школьном учебнике. Хотя книга и популярная, а далеко не все, что в ней написано, можно понять до конца, поскольку не обо всем удается хорошо рассказать без математики и без тех разделов физики, которые в школе не изучаются.
Против этого недостатка есть только одно средство. Надо быть оптимистом. Пройдет время, читатель узнает и о статистической физике, и о квантовой механике. Тогда для него все рассказанное станет простым и понятным. На дорогах познания нет объездов; чтобы добраться до вершины, надо преодолеть подъемы и перевалы, какими бы тяжелыми они ни представлялись.
Но и не зная всех деталей, полезно в самом начале путешествия получить какое-то представление о том, где проходит дорога и в какие края она ведет. Именно этому должна помочь популярная книга; в этом и состоит ее вторая и, наверное, более важная цель.
В книге о температуре автор хотел рассказать о том, как возникают физические понятия, как появляются новые методы для измерения физических величин и как развитие физики приводит к тому, что старые, привычные понятия переходят во все новые и новые области физики, о самом существовании которых наши предшественники даже не подозревали.
В наше время физика превратилась в единую науку. Изучая один из разделов физики, мы неминуемо попадаем в другие, самые неожиданные ее области. Физика демонстрирует нам свое могущество. И если физик сейчас спокойно рассуждает, как развивалась молодая Вселенная, или регистрирует события невообразимо малых масштабов, то он опирается на знания, добытые нашими предшественниками.
Цена: 100руб.
