Loading article…
「摩擦によって発生する熱の源に関する調査」は、ベンジャミン・トンプソン伯爵ラムフォードによる科学論文で、 1798年に王立協会の哲学的トランザクションに掲載されました。[ 1 ]この論文は、確立された熱理論に大きな挑戦を突きつけ、19世紀の熱力学革命の始まりとなりました。
ラムフォードは、熱は生成も消滅もしない流体であると主張する熱のカロリー説に反対した。彼はさらに、すべての気体と液体は絶対的に熱を伝導しないという見解を発展させた。彼の見解は当時の科学の主流とはかけ離れており、後者の理論は特にジョン・ドルトン[ 2 ]とジョン・レスリー[ 3 ]によって攻撃された。
ラムフォードは設計論[ 4 ]に強く影響を受けており、人間の生命の調節において水に特権的で天の恵みとしての地位を与えたいと考えていた可能性が高い[ 5 ] 。
ラムフォードは後に熱と運動を結びつけるようになったが、彼が運動論や生命の原理に固執していたという証拠はない。
ラムフォードは1798年の論文で、熱が運動の一形態であるという考えに先駆者がいたことを認めた。[ 6 ] [ a ]これらの先駆者には、フランシス・ベーコン[ 7 ] [ b ] 、ロバート・ボイル[ 8 ] [ c ] 、ロバート・フック[ 9 ] [ d ] 、ジョン・ロック[ 10 ] [ e ]、ヘンリー・キャベンディッシュ[ 11 ] [ f ]などが含まれる。
ラムフォードはミュンヘンの兵器廠で大砲の砲身を削る際に発生する摩擦熱を観察していた。当時、大砲は鋳造所で砲口となる部分の前方に余分な金属片を付けて鋳造され、この部分は製造工程の後半で取り除かれて廃棄されていた。[ 12 ] [ g ]ラムフォードは未完成の大砲を取り出し、この部分を改造して、鈍い穴あけ工具で削る際に防水箱で覆えるようにした。彼はこの箱の中の水が約2時間半で沸騰し、摩擦熱の供給は尽きることがないように見えることを示した。ラムフォードは削り取られた材料と残った材料の比熱を比較することで、大砲の材料に物理的な変化は起きていないことを確認した。
ラムフォードはまた、一見無限に発生する熱は熱量説と矛盾すると主張した。彼は、樽に伝わるのは運動だけだと主張した。
ラムフォードは、発生した熱量をさらに定量化したり、熱の機械的当量値を測定したりする試みは行わなかった。
ウィリアム・ヘンリー[ 13 ]やトーマス・トムソンなど、確立された科学者のほとんどは、熱量理論には新しい結果を説明するために修正できるほどの不確実性があると信じていた。確かに、その理論は当時まで堅牢で適応性があることが証明されていた。さらに、トムソン[ 14 ] 、イェンス・ヤコブ・ベルセリウス、アントワーヌ・セザール・ベクレルは、摩擦によって電気を無限に生成できることを観察した。当時の教養のある科学者で、電気が流体ではないと主張する者はいなかった。
結局、ラムフォードの「尽きることのない」熱供給の主張は、研究からの無謀な外挿であった。チャールズ・ハルダットはラムフォードの結果の再現性について鋭い批判を行った[ 15 ]し、実験全体がやや偏向的であったと見なすこともできる[ 16 ] 。
しかし、この実験は1840年代のジェームズ・プレスコット・ジュールの研究に刺激を与えた。ジュールのより正確な測定は、熱量論を犠牲にして運動論を確立する上で極めて重要な役割を果たした。