Page - 36 - in Vorlesungen über Thermodynamik

Der erste Hauptsatz der Wa¨rmetheorie 36 einem gegebenen Zustand, bezogen auf einen bestimmten Normalzustand, einen ganz bestimmten Wert hat; oder mit anderen Worten, wenn wir den Wortlaut der Definition der Energie §56 hier substituieren, daß die Summe der mechanischen A¨quivalente aller Wirkungen, die außerhalb des Systems hervorgebracht werden, wenn dasselbe auf irgendeine Weise aus dem gegebenen Zustand in den Normalzustand u¨bergeht, unabha¨ngig ist von der Art des U¨berganges. Das System verursacht also beim U¨bergang in den Normalzustand eine ganz bestimmte Summe mechanisch gemessener Wirkungen, und diese Summe — auch der ” Arbeitswert“ der a¨ußeren Wirkungen genannt — stellt eben die Energie des Systems dar. § 59. Die Gu¨ltigkeit des Energieprinzips in der Natur la¨ßt sich also an der Erfahrung dadurch pru¨fen, daß man ein System aus einem bestimmten Zustand auf verschiedene Weisen in einen zweiten, hier als Normalzustand zu bezeichnenden, Zustand bringt und nun untersucht, ob die dabei jedesmal auftretenden mechanischen A¨quivalente der a¨ußeren Wirkungen, berechnet auf Grund der Festsetzungen des §57, in allen Fa¨llen die gleiche Summe ergeben. Dabei ist besonders darauf zu achten, daß das System in allen verglichenen Fa¨llen auch wirklich von dem na¨mlichen Anfangszustand ausgeht und in den na¨mlichen Endzustand u¨bergefu¨hrt wird, und daß von den a¨ußeren Wirkungen keine u¨bersehen und keine doppelt in Anschlag gebracht wird. § 60. Als erste Anwendung besprechen wir die beru¨hmten Versuche von Joule. Derselbe verglich die a¨ußeren Wirkungen, die entstehen, wenn gewisse Gewichte beim Herabsinken um eine gewisse Ho¨he einmal nur mechanische Arbeit hervorbringen (z.B. Hebung einer Last), ein anderes Mal mittels geeigneter Vorrichtungen durch Reibung Wa¨rme erzeugen. Hierbei kann man die Anfangs- und die Endruhelage der Gewichte als ersten und zweiten Zustand des Systems, die erzeugte Arbeit und die erzeugte Wa¨rme als a¨ußere Wirkungen betrachten. Im ersten Falle, wo durch das Herabsinken der Gewichte nur mechanische Arbeit erzeugt wird, ist die Berechnung des mechanischen A¨quivalents der a¨ußeren Wirkungen einfach und erfordert keinen besonderen Versuch: dasselbe ist nach den Gesetzen der Mechanik immer gleich dem Produkt der Schwere der Gewichte und der durchfallenen Ho¨he, ganz unabha¨ngig von der Beschaffenheit des Apparates, den man zur Erzeugung der mechanischen Arbeit benutzt (Hebel, Rolle, Flaschenzug), und von der Schwere der gehobenen Last. Diese Unabha¨ngigkeit bildet schon eine Forderung des Prinzips der Erhaltung der Energie (§58). Im zweiten Falle ist eine genaue Messung der Temperaturerho¨hung erforderlich, welche die geriebenen umgebenden Ko¨rper (Wasser, Quecksilber) erleiden,