> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Так же получается объяснение изменяемости с

Так же получается объяснение изменяемости с

Так же получается объяснение изменяемости с и у двухатомных газов и у твердых тел. В последнем случае оказывается (теория Дебая), что при очень низких температурах Е пропорционально 7“, а с„ стало быть, пропорционально Р, что и согласно с наблюдениями. Вопрос этот тесно связан с объяснением явлений лучеиспускания т. н. черного тела (смотрите излучение, XXI, 474 и след.), и кванты вошли в науку впервые именно в теории этого лучеиспускания [Планк, 1906).

) Многие ученые предполагают, что такоеприближение Сг к нулю имеет место и у газов („вырождение“ газов)· Но это явление должно сказаться лишь при самых низких температурах

Молекулы, как и атомы, состоят из положительно заряженных „ядер“ и отрицательно заряженных „электронов“ (смотрите); все электроны одинаковы между собой; масса электрона в 1.S00 раз меньше, чем масса ядра легчайшего атома— водородпого. Не только атомы (или их ядра) могут колебаться в молекуле, подобные движения могут иметь и электроны. Их энергия, стало быть, тоже входит в состав полной энергии тела, в состав его „ГГ.“ И ядра и электроны приходят в колебание при столкновениях молекул, а такое движение порождает в окружающем пространстве электромагнитные волны, которые мы называем светом (видимым или невидимым, см. свет, XXXVII, 562/65). Эти волны расходятся во все стороны, их энергия из рассматриваемого тела уходит. Это и есть процесс излучения, или лучеиспускания, идущий, очевидно, при всякой температуре. Благодаря этому процессу, тепловая энергия тел будет уменьшаться, температура—понижаться, тело будет охлаждаться. Наоборот, если электромагнитные волны попадают на молекулы тела, они могут вызвать колебания внутри молекул, которые в свою очередь изменят и энергию поступательного движения, так что энергия тела станет больше. Тело нагреется: температура его станет выше. Мы имеем процесс поглощения энергии. Из сказанного яспо, что между молекулами в эфире есть всегда энергия волн (лучистая энергия), которая тоже входит в состав того, что мы называем Т. в теле, ибо она распределена на колебания разных периодов тоже хаотически, беспорядочно. Только при невысоких температурах эта часть энергии ничтожна.

Лучеиспускание и лучеиоглощенне— пе единственный процесс, которым происходит обмеп Т. между телами. Другим процессом этого рода является теплопроводность. Механизм этого явления в общем сводится к тому, что молекулы с большей средней кинетической энергией при столкновении с молекулами меньшей кин. энергии выравнивают свои энергии: большая — уменьшается, меньшая—увеличивается. А так как большая энергия соответствует телу с высшей температурой,

То в результате это тело охлаждается, а другое — нагревается, и процесс идет от границы соприкасания обоих тел в обе стороны. Это и есть явление теплопроводности. Кинетическая теория газов позволяет войти во все детали механизма этого процесса и вычислить так называемым коэффициент теплопроводности (смотрите теплопроводность) газов. Получается хорошее согласие с опытом.

Если два тела А и В одной температуры соприкасаются друг с другом по некоторой плоскости, и если тело А, как целое, имеет относительно тела В скорость поступательного движения v параллельно плоскости соприкасания, то молекулы тела А, кроме беспорядочного „теплового“ движения, имеют все одинаковую и по одному направлению скорость V. Эти молекулы будут отчасти проникать внутрь тела В, а молекулы тела Л внутрь тела А; кроме того, будут происходить столкновения молекул обоих тел между собой; так. обр., молекулы тела Л будут сообщать молекулам тела В скорость по направлению своего поступательного движения. В результате этого взаимодействия движение тела А со скоростью v замедлится, а тело В придет само в движение потому же направлению, по которому движется А. Это взаимодействие двух тел носит название явления трения, в данном случае внешнего (внутреннее трение имеет место, если разница скорости v существует между слоями одного и того же тела). И этому явлепию кинетическая теория газов дает полное и согласное с опытом механическое объяснение. Если тело В, как целое, в движение прийти не может, то приобретенная его молекулами лишняя скорость при столкновениях распределится беспорядочно между его молекулами, и в результате средняя кинетич. энергия поступательного движения молекул тела В сначала вблизи границы двух тел, а потом и далее внутри В станет больше начальной. Это значит, что у тела В происходит повышение температуры, передающееся, конечно, и телу А. В результате трения оба тела нагреваются; мы имеем создание тепловой энергии. Трение проявляется как сила, противодействующая движению тела А. Бели, несмотря на действие этой силы, тело А движется равномерно со скоростью v, то есть как бы по инерций,—это значит, что извне к телу А приложена сила, уравновешивающая силу трения. Непрерывная работа этой силы есть механическая энергия, затрачиваемая при движении: она-то и проявляется в явлении трения как Т., эквивалентная затраченной работе. Измерение обеих величин дает возможность найти механический эквивалент Т., который был впервые определен по этому методу Джоулем (1847).