Химики совсем недавно завершили синтез алмазов. Всего несколько лет назад ученые об этом только мечтали. Столько уже было в истории науки неудачных, бесплодных попыток!
Сверкающие драгоценные камни теперь не в сказке, а наяву растут в бронированной аппаратуре, под высоким давлением, при высокой температуре. На заводе синтетических алмазов могут быть теперь изготовлены самые настоящие алмазы, и при этом столько, сколько их нужно технике. Разве это не подлинное чудо? Это замечательный пример того, как наука сумела осуществить сказочную мечту.
Технология синтеза алмаза трудна и сложна. Конечно, очень нелегко рассчитать и построить мощную и сложную аппаратуру. Непросто создать в ней нужное давление в сотни тысяч атмосфер. Очень трудно при этом поддерживать высокую температуру. Но все это легко и просто по сравнению с самой главной, с самой большой трудностью, по сравнению с основной проблемой — как узнать, при каких условиях, в каких реакциях углерод может приобретать форму алмаза. Это проблема теоретического расчета, без ее решения эмпирический поиск безнадежен. Если преодолена эта трудность, все остальное разрешимо.
Проблема промышленного синтеза алмазов— пример типичной термодинамической задачи. Очень странные процессы использует термодинамика для своих расчетов. Квазистатический воображаемый процесс — это цепь почти равновесных состояний системы. Меняется квазистатический процесс на обратный — меняются на обратные и передали теплоты и работы. Абсолютные их значения остаются прежними. После протекания обратимого процесса можно восстановить первоначальные состояния всех его участников — самой системы, источников тепла, источников работы — без каких-либо изменений в окружающей среде, т. е. в остальном мире. К обратимому, квазистатическому процессу предъявляются взаимно противоречивые требования: быть процессом и быть равновесием, т. е. не быть процессом. Чтобы осуществить такой процесс, нужны идеальные условия, подобные тем, которые были установлены в цикле Карно.
Все реальные процессы, протекающие в действительности, нестатические — все они необратимы. Их нельзя по желанию провести в прямом и обратном направлении, не оставив никакого следа в окружающем мире. У всех изменений в природе есть определенное направление.