أصبحت الآن كل الخيوط متوفرة، وتسمح بصُنع نسيج رياضياتي متماسك لنظرية شاملة، فقد تبيَّن أنَّ كل جهاز أو منظومة مادية تحوي على كمية من الحرارة وغير ذلك، والتي يُمكنها القيام بعمل ما يُمكن لهذه الكمية أن تتحوّل إلى بعضها بعضًا بنسبٍ ثابتة، ومجموع «كميةٍ ما» يبقى ثابتًا خلال جميع التحوُّلات ما دام الجهاز معزولا، ولا يحصل تغير في هذه «الكمية» إلا بوساطة مؤثّر خارجي. وقد أطلق كلفن على هذه «الكمية» مصطلح «الطاقة»، وهو المصطلح الذي كان أدخله توماس يونغ إلى الفيزياء عام 1807م. وبذلك أصبح من الممكن التعبير عن مبدأ جول وهلمهولتز بعبارة «حفظ الطاقة»، الذي خُصص في البداية ليصف التحولات بين الطاقتين الميكانيكية والحرارية، إلا أنَّه أمكن تعميمه فيما بعد على كل أشكال الطاقة. ¹⁴⁴

في الأصل لم يكن كلفن مقتنعًا بنظرية جول عندما سمع بها لأول مرة عام 1874م، لكنه وجد فيما بعد انسجاماً تاماً بين وجهة نظره عن الطاقة وحجة جول، فكان منه أن أعلن عن تبنيه لنظرية جول في كتابه (حول نظرية الحرارة الميكانيكية) الذي أوجز فيه رؤيته الخاصة عن انحطاط الطاقة بحسب القانون الثاني للترموديناميك، وهو ما شَكل حافزًا قويًّا لدعم نظرية جول بإمكانية تحويل الحرارة إلى طاقة حركية أو العكس، لتصبح بذلك الحرارة نوعًا من الحركة وليست لها طبيعة مادية خاصة؛ الأمر الذي ساهم بإزاحة نظرية السيَّال الحراري.¹⁴⁵

القانون الثاني في الديناميكا الحرارية – الذي يَنصُّ على أنَّ الإنتروبية ضمن نظامٍ مغلق تزداد دائمًا إلى أن تصل إلى توازن نهائي – بدا لكلفن والآخرين يُغلف بنوع من التشاؤم الكوني، مثبتًا الانطفاء النهائي المحتوم لكل شيء أو «الموت الحراري للكون»؛ لذلك فقد أتبع كلفن بغير إبطاء مقالته الأولى عن الإنتروبية بـ «حول عمر حرارة الشمس» عام 1862م في مجلة ماكميلان الدورية الرائجة، التي تضمنت سلسلة من الحسابات التي أجراها فيما يتعلق بالتاريخ عند الحرارة المتناقضة للشمس – التي افترض خطأ أنَّها تنتج بوساطة طاقة انهيار الجاذبية – سوف تُصبح غير كافية لدعم الحياة على الأرض لفترة أطول. ¹⁴⁶

ذكرنا أنَّ كلفن قام بصياغة مصطلح «الديناميكا الحرارية» أو «الترموديناميك» لوصف الآلات الحرارية، لكن الكلمة تطوَّرَت بعد ذلك لتشمل وتصف كل الدراسات المتعلقة بتحولات الطاقة بما فيها الحرارة والعمل، إضافةً لتوصله للقانون الثاني عندما كان في غلاسكو، بالتزامن مع رودولف كلاوزيوس في برلين. ¹⁴⁷

_____________________________________________

هوامش

144- مطلب، محمد عبد اللطيف، تأريخ علوم الطبيعة، ص 260.

145- موتز، لويد وويفر، جيفرسون هين قصة الفيزياء، ص 180.

146- Stableford, Brian, Science Fact and Science Fiction, Taylor & Francis Group, New York ,2006, p. 160.

147- كوب، كاتي ووايت، هارولد جولد، إبداعات النار، ص239.

مواضيع ذات صلة

الاهتمامات البيئية العالمية "فيزياء الطاقة المستدامة: استجابة علمية للاهتمامات البيئية العالمية"

سلوك الغازات وخصائصها العامة

الديناميكا الحرارية الجزيئية

توزيع بولتزمان

العلاقات بين الخواص

القانون الثالث للديناميكا الحرارية

الطاقة الحرة

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

القانون الأول للديناميكا الحرارية

Order and entropy

Irreversibility

The Clausius-Clapeyron equation