Механическая энергия получается благодаря тому, что тепло (теплород, по С. Карно) переходит от более высокой температуры к более низкой, так же как вода, перетекая от более высокого уровня к более низкому, может произвести механическую (кинетическую) энергию. Тепло, по С. Карно, может само собой переходить только от более нагретого тела к менее нагретому. Если же нужно передать тепло от менее нагретого тела к более нагретому, то при этом не только не может быть получена механическая энергия, но, наоборот, ее необходимо израсходовать. Кстати говоря, в настоящее время такой процесс широко применяется в холодильных машинах. Эти идеи С. Карно, составляющие существо второго закона термодинамики, несмотря на то что теория теплорода давно отвергнута, вошли в науку. Они имели огромное, определяющее значение для развития теории тепловых двигателей и полностью сохранили свое значение и теперь.
С точки зрения современной науки тепловая энергия есть не что иное, как сумма энергий мельчайших частиц: атомов, молекул, электронов и др. Следовательно, современное представление о природе тепловой энергии основано на общепринятом теперь дискретном строении материи. В газе, например, мельчайшие частицы находятся в беспорядочном, хаотическом движении, а энергия каждой из них определяется скоростью (точнее, кинетической энергией) и положением в отношении других частиц (потенциальной энергией частицы). Как заметил австрийский физик Л. Больцман, единственным законом этого движения является отсутствие всякого закона.
Задача определения тепловой энергии газа, например, путем суммирования энергий составляющих этот газ мельчайших частиц вещества кажется после всего сказанного невероятно трудной. Особенно если вспомнить, что в одной граммолекуле газа, т. е. в газе, вес которого (в граммах) равен его молекулярному весу, содержится около 6,02 • 1023 молекул. Число это (именуемое в честь итальянского ученого А. Авогадро числом Авогадро) так велико, что трудно даже проиллюстрировать всю его огромность. Заметим только, что если расстояние от Земли до Солнца, равное примерно 150 млн. км, выразить в миллиметрах, то полученная цифра (1,5 • 1014 мм) будет в 4 млрд. раз меньше числа Авогадро. ¬
