Pitanje:
Rana povijest koncepta faze u fizičkim znanostima
Semiclassical
2014-10-29 19:16:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jedna od prvih razlika koja se susreće u znanstvenom obrazovanju jest da tvari mogu poprimiti različita stanja tvari: na primjer, voda se može naći kao tekućina, kao krutina (led) ili kao plin (vodena para).

Ovaj koncept postupno postaje sve sofisticiraniji: stanje odražava makroskopske varijable problema (npr. tlak, temperatura), različite tvari imaju različite fazne dijagrame, različite faze mogu koegzistirati pod određenim uvjetima itd. Tako je ne iznenađuje da je koncept faze središnji za modernu znanost, a posebno za naše pokušaje otkrivanja / stvaranja / razumijevanja novih oblika materije. (Većina rasprava o visokotemperaturnoj supravodljivosti, na primjer, vrti se oko pokušaja teorijskog razumijevanja promatranih faznih dijagrama različitih materijala.)

U svrhu ovog pitanja, ono što me posebno zanima u je rana povijest koncepta faze i koje su reference dostupne na tu temu. Na primjer, otprilike kad su ljudi prepoznali da se tekuća voda, čvrsti led i vodena para mogu shvatiti kao različita stanja iste tvari?

Čitava mi se intelektualna povijest čini preširokom, vjerujem da bi se o tome moglo napisati knjigu. Bit će posebno velikog skoka iz uobičajenih faza (krutina, tekućina, plin) u egzotična stanja (npr. Provodna / izolacijska faza u fizici kondenziranih tvari). Možete li se možda usredotočiti na neki određeni aspekt cijele stvari?
@OndřejČernotík: Pokušavao sam to učiniti s posljednjom rečenicom (uistinu, to oproštajno pitanje bilo je ono što me natjeralo na razmišljanje o ovome). Ali mogu ga više usredotočiti.
@OndřejČernotík: Malo sam uredio zadnji odlomak i naslov kako bih usredotočio pitanje na ranu povijest. Javite mi ako je i dalje preširok.
To je samo moje mišljenje. Pričekajmo da vidimo što drugi misle. Svakako bih više volio trenutnu formulaciju od izvorne.
Jedan odgovor:
#1
+7
Felix
2014-10-29 23:44:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vjerojatno prepoznavanje da su voda, led i para različita stanja iste tvari seže u pretpovijesno doba: na pr. kipuće vode na vatri ili promatranje topljenja leda.

Rana povijest faznog dijagrama u fizici povezana je s Gibbsom, Maxwellom i van der Waalsom: van der Waalsova jednadžba (1873.) implicira da postoji koegzistiraju tekuća i plinska faza ispod kritične temperature u stvarnim plinovima. Van der Waals je za ovo djelo dobio 1910. Nobelovu nagradu za fiziku.

Maxwell je, na temelju djela Gibbs, konstruirao trodimenzionalnu ploču varijabli volumen, entropija i energije za zadani tlak i temperaturu (1874). Nije točno konstruirao fazni dijagram vode, ali "... modelirao je fiktivnu tvar u kojoj je volumen veći kad je čvrst nego kad je tekućina; i u kojoj se zasićena para, kao u vodi, kompresijom pregrijava."

Pitam se malo o tom prvom paragrafu. Svakako se opažanja poput "ako je led izložen toplini, tada ću vidjeti vodu" moraju vratiti prilično daleko. No jesu li ih prepoznali kao još istu supstancu_? To se čini kao veća konceptualna prepreka.
@Semiclassical Slažem se da je 'tvar' u smislu dobro definiranog kemijskog sastava prilično novija. Možda je "materija" bolji izraz. Identifikacija vode s "dva dijela vodika, jednim dijelom kisika" datira iz 1805. J.L. Gay-Lussac i A. von Humboldt.
Ipak me zanima ta rana konceptualna mračnost. Također se pitam o eksperimentima koji su se koristili za potvrdu; na primjer, isparavanje lonca vode, hvatanje pare i gledanje kako se kondenzira natrag u tekućinu. Slično s ledom: kad su vidjeli da se jezero zaledilo i na kraju otopilo, je li prepoznato da je led samo drugačiji oblik vode? Iako se čini da je tu povijest teško utvrditi ...
@Semiclassical Mogu odgovoriti na prvi dio vašeg pitanja: destilirana voda poznata je barem otkako je Aleksandar iz Afrodisije opisao postupak destilacije, oko 200. godine nove ere. http://en.wikipedia.org/wiki/Destilacija
Ah, hvala. Pretpostavljam da su ti "tehnološki" zapisi relevantniji za ovo pitanje od "eksperimentalnih" dokaza. Na primjer, mislim da bi praksa metalurgije i kovanja (s njenim otapanjem i hlađenjem krute tvari) vjerojatno mogla stvoriti neki dojam, ma kako zbunjen, u vezi s razlikom u odnosu na supstanciju.


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...