> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Тело физическое

Тело физическое

Тело физическое, часть материи, характеризуемая свойством непроницаемости („два Т. не могут занимать одновременно одну и ту иге часть пространства“). Однако, наблюдение показывает, что Т., представляющиеся по внешности совершенно сплошными, могут пропускать сквозь себя другие Т.: например, накаленная платина пропускает водород. Поэтому для сохранения в силе непроницаемости приходится приписать физическим Т. свойство пористости, или скважности, то есть допустить, что Т. состоят из частиц (молекул, см.), разделенных друг от друга промежутками (порами), невидимыми вследствие своих ничтожных размеров. Пористостью объясняется также способность Т. уменьшать свой объём при охлаждении или под действием увеличивающегосявнешнего давления,—Т. могут встречаться в трех „аггрегатных состояниях“: твердом, жидком и газообразном. Иногда между двумя состояниями возможен непрерывный переход. Напр., если нагревать такие твердые Т., как стекло, жиры, воск, то они сначала делаются мягкими, а затем постепенно переходят из твердого состояния в жидкое; определенной точки плавления (смотрите плавление) здесь отметить не удается. Также если жидкость нагревать до температуры, более высокой, чем критическая (смотрите критическое состояние), не позволяя ей расширяться затем продолжать нагревание, сохраняя давление неизменным, так чтобы объём взятого вещества увеличился во много раз, и, наконец, охлаждать вещество при неизменном объёме, то можно получить вещество в обычном газообразном состоянии; причем нигде в ходе процесса не произойдет того резкого изменения в свойствах вещества, которое имеет место при кипении (смотрите): процесс будет идти вполне непрерывно.

Под твердыми Т. в физике Добычно понимаются такие, которые стремятся сохранять как форму, присущую им от природы, так и форму, приданную им при помощи надлежащей обработки. Однако, Тамман указал, что Т., подходящие под это определение, распадаются на две группы: на группу Т. кристаллических и группу Т. аморфных, или „стеклянистых“, причем между этими двумя категориями существует различие более глубокое, чем между аморфными твердыми Т. и жидкостями. А именно, в последнем случае различие сводится гл. обр. к тому, что внутреннее трение (смотрите жидкости, XX, 291) твердых Т. (а значит, и их сопротивление сдвигу) черезвычайно велико по сравнению с значениями той же величины для жидкостей; так. обр., здесь различие имеет чисто количественный характер. Поэтому такие „твердые“ Т., как стекла, смолы, с точки зрения Там-

) Механика в своих рассуждениях передко пользуется отвлеченным понятием абсолютнотвердого Т. (иначе —„неизменяемой системы“): это—такое Т., точки которого находятся на неизменных расстояниях друг от друга, несмотря па то, что к Т. могут быть приложены силы; в природе не существует абсолютно-твердых Т.

1011—YII

мала, представляют собой не что иное, как сильно переохлажденные жидкости.

С. другой стороны, кристаллические Т. отличаются от аморфных тем, что у первых имеется особое характерное для них свойство, которого нет у вторых; это свойство— спайность (смотрите кристаллография, XXV, 594/595). Таммап дал следующую таблицу физических состояний, в которых могут находиться Т., и тех характеристических свойств, которые присущи двум основным классам данной группировки—Т. изотропным и анизотропным:

Изотропные Т,		Анизотропные Т.
Газы. Жидкости. Стеклянистые т.		Кристаллические модификации, обозначаемые и мерами (I, II и так далее), буквами или особыми названиями х).
Атомы расположены беспорядочно.		Атомы расположены в определенном порядке: они образуют „пространственную решетку“.
Всефизическне свойства Т. имеют характер скаларон.		Свойства имеют частью скаларпый, частью векторный характер.
Возможны непрерывные переходы из одною изотропного состояния в другое.		Невозможен непрерывный переход как из одного анизотропного состояния в другое анизотропное, так и между анизотропными и изотропными состояниями.
Схемою Таммана		не охватываются

Т. н. жидкие кристаллы (смотрите кристаллы, XXV,619). По мнению некоторых ученых, в этих Т. молекулы расположены с известной степенью правильности, но они пе образуют присущей истинному кристаллу пространственной решетки. По мнению самого Таммана, жидкие кристаллы представляют собою не однородные Т., а смеси изотропной жидкости с анизотропными тельцами.—Вообще, реальные Т. могут представлять большую степень сложности и разнообразия по своему строению и своим

) О соответстоующрм явлении полиморфизма см. кристаллография, XXV, 613/611.

свойствам, что предусматривается как традиционною схемой, так и схемой Таммана. Наир.: все металлы в твердом состоянии представляют собой совокупность мелких кристалликов; внутри каждого кристалла господствует полная правильность расположения частиц, но самые кристаллики расположены беспорядочно. Чем мельче кристаллики, тем ближе Так как аморфному состоянию. Только исследование посредством рентгеновых лучей (смотрите кристаллическая структура, XXV, 589; кристаллография, XXV, 612) показало, что многие Т., считавшиеся аморфными (наир., сажа), на самом деле состоят из совершенно правильных кристалликов. Об отдельных свойствах твердых Т., кроме вышеуказанных статей, относящихся к кристаллам, см. еще деформация, сопротивление материалов, твердость, упругость.

В противоположность Т. твердым,. жидкости (смотрите) и газы (смотрите) но имеют собственной формы, а объём данной массы их, особенно газов, зависит заметным образом от внешних условий (температуры и давления).Зависимость эта выражается т. н. уравнением состояния. Представим себе однородное жидкое или газообразное Т., находящееся в равновесии под действием равномерного гидростатического давления; внешние силы пусть отсутствуют или же будут так малы, что ими можно пренебречь. Температура пусть будет одинакова во всех точках Т. В таком случае определенным значениям температуры и давления (при определенном аггрегатном состоянии) будет соответствовать также совершенно определенное значение объёма (или плотности) Т. Иными словами, существует соотношение f(T,p,v) — 0, где Г—(абсолютная) температура Т., р—давление, иод которым оно находится, v—объём его и /—знак некоторой совершенно определенной функции, содержащей некоторые постоянные величины, зависящие от природы Т., от его массы и от единиц измерения. Обычно под v понимают „удельный объём“, то есть объём единицы массы; тогда масса Т. уже не входит в соотношение. Подобное соотношение пья.у равнением состояния, или характеристическим уравнением. Знание уравнения состояния, то есть знание вида функции /, является черезвычайно важным, м. пр., для решения многих вопросов термодинамики. Большое число ученых стремилось найти функцию /; тем ие менее эти усилия до этих пор не увенчались успехом: все найденные до этих пор выражения для / являются лишь приближенными, пригодными лишь в ограниченной области изменения независимых переменных р иг/. Наиболее известными и часто применяемыми приближенными уравнениями состояния являются: 1) ур-ие Клапейрона

pv=RT, 2) ур-ие ван-дер-Вальса[р -

(v—b)=RT (смотрите газы, XII, 313). В сущности, и то и другое ур-ие относится к некоторому „идеальному“ веществу, в природе не встречающемуся.—Так как истинный вид функции / не удавалось найти, то Камерлинг Онэс выразил ее в виде ряда, придав ур-ию состояния газов и жидкостей след, вид: pv — В С, D. Е. К

RT < 1

---u_ -1--- -U.

V 1/2 1 Jjl 1 1/6

гдекоэффициенты В, С и так далее суть температурные функции вида В=Ь1 + ~- -

+ + Ti + ye Так- обР-> УРие Онэсасодержит 2G коэффициентов, определяемых из наблюдений.—Были попытки установить ур-ие состояния и для твердых веществ; но здесь этот вопрос не является столь настоятельным, как для газов и жидкостей, потому что объём твердых Т. слабо зависит от их температуры и давления, (смотрите тепловое расширение). О свойствах жидких и газообразных Т. см. жидкости и газы.

А. Бачинский.