Закон Ньютона-Рихмана. 
Направление процесса: нагрев тела

Второй опыт будет на нагрев тела.

В банку набираем холодной воды с температурой 9,6 градусов по Цельсию. Температура в комнате: 22,5 градусов по Цельсию. Банку ставим на столе в комнате. С помощью самописца регистрируем кривую нагрева. На рисунке 1.3. приведена кривая нагрева.

Рис. 1.3 График нагрева воды в банке в зависимости от времени Кривая нагрева не похожа на экспоненту. Это экспоненто-разностная кривая.

Графиком опыта является экспонента со знаком минус, смещённая на +22,5 градусов выше оси ординат.

В данном случае 22,5 градусов — это опорная, или температура среды: комнатная температура. Преобразуем график экспериментальных данных, по формуле:

(1.02).

И получим падающую экспоненциальную кривую (см. рис. 1.4.).

Рис. 1.4 График нагрева воды в банке в зависимости от времени преобразован к экспоненциальному виду Для того, чтобы доказать экспоненциальность графика, следует построить график экспериментальных данных в полулогарифмическом масштабе, преобразовав шкалу ординат согласно уравнению:

(1.03).

На рисунке 1.5. построен график экспериментальных данных в полулогарифмическом масштабе. Такой график имеет вид прямой с отрицательным значением коэффициента.

Рис. 1.5 График нагрева воды в банке в зависимости от времени преобразован к экспоненциальному виду и построен в полулогарифмическом масштабе Если сравнить графики на рисунках 1.5. и 1.2. то можно сделать вывод, что независимо от направления процесса (нагревание или остывание тела) в основе графика всегда имеется падающая (убывающая) экспонента.

В современной физике есть вывод закона Ньютона-Рихмана. Его вывод базируется на законе движения тепла: законе Фурье и на дифференциальном уравнении, известном как уравнение Фурье. Рассмотрим этот вывод позже. Далее обратим внимание на аналогичные процессы, рассматриваемые в физике.