Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
г 3 3/2 ^
где р - плотность, р - коэффициент трения, 1 - средняя длина пути частиц,
v - средняя скорость, s - расстояние между центрами в момент
столкновения, М - масса частиц. Эти формулы позволяют определить среднюю
длину пути частицы между двумя последовательными столкновениями. Максвелл
считал удивительным то, что коэффициент трения не зависит от плотности.
Он писал: "Этот вывод из математической теории является крайне
поразительным и единственный опыт, с которым я встретился в этой области,
его как будто не подтверждает" 4. В 1866 г. Максвелл провел опыты по
методу, найденному Кулоном. Одновременно такие же опыты произвел О. Э.
Мейер. Результаты этих опытов широко известны.
Перенос количества движения молекул из одной области в другую приводит к
выравниванию скоростей и с этим связаны вязкость и трение. При отсутствии
теплового равновесия в газе имеют место потоки молекул - диффузия и
потоки энергии.
1 Е. S a b i n. On the reduction to a vacum of the vibrations of an
invariable pendulum. "Phil. Trans", 1829, p 207-239.
2 G. Hagen. Ueber die Bewegung des Wassers in engen cylind-rischen
Rohren. "Pogg. Ann.", 1839, 46, S. 423-442.
3 L. Poisseuille. Recherches experimentales sur le mouve-ment des
liquides dans les tubes de tres petits diametres. C. R. 1840, 11, 961-
967, 1041-1048; 1841, 12, 112-115; "Pogg. Ann.", 1843, 58, 424-447.
* В сб.: "Основатели кинетической теории материи". М.- JL, ОНТИ, стр.
203.
374
Потоки энергии связаны с переходом энергии теплового движения молекул из
одной области газа в другую (теплопроводность). Все явления переноса
кинетическая теория газов Максвелла позволяла рассматривать с единой
точки зрения. Дальнейшие опыты и строгий анализ теории показали, что
закон Максвелла должен быть видоизменен, не нарушая при этом целостности
атомистической картины мира.
Творцы кинетической теории, опираясь на атомистику, одновременно
развивали и ряд основных ее положений. В речи, произнесенной на съезде
Британской ассоциации в Бредфорде в 1873 г., Максвелл тесно связывает
вопросы атомистики с общефилософскими проблемами конечности и
бесконечности. "Человеческий ум,- пишет он,- в недоумении останавливается
перед многими трудными вопросами. Бесконечно ли пространство, и если да,
то в каком смысле? Бесконечен ли по своему протяжению материальный мир, и
все ли места внутри того, что протяженно, также наполнены материей?
Существуют ли атомы, если материя делима до бесконечности?" !. В этой же
речи Максвелл отмечает, во-первых, переход от уравнений динамики к
статистическому методу, не имеющему притязаний на абсолютную точность,
свойственную законам абстрактной динамики, и, во-вторых, то, что мы
наряду с этим твердо узнаем, что молекулы образованы по одному и тому же
типу. Максвелл подробно анализирует три рода диффузии - материи,
количества движения и энергии.
В 1875 г. в лекции "О динамическом доказательстве молекулярного строения
тел" Максвелл обратился к вопросу о возможности молекулярной структуры
эфира. Для атомистики XIX в. вопрос этот при той роли, какая придана была
эфиру, стал существенным. "Прежде всего,- пишет Максвелл,- молекулярный
эфир был бы не чем иным, как газом. Мы можем, если хотим, предположить,
что каждая из его молекул равна одной тысячной, одной миллионной части
молекулы водорода и что они могут свободно проходить в промежутке между
обычными молекулами, но, как мы видим, само собой установилось бы
равновесие между движением обычных молекул и движением молекул эфира.
Другими словами, эфир и находящиеся в нем тела стремились бы к
уравниванию температуры и эфир подчинялся бы в отношении давления и
температуры обычным газовым законам. Среди других свойств газов он
обладал бы и свойством, установленным Дюлонгом и'Пти и заключающимся в
том, что теплоемкость единицы объема эфира должна была бы быть равна
теплоемкости единицы объема любого обычного газа при том же давлении.
Поэтому мы обязательно обнаружили бы его присутствие при наших опытах с
удельной теплотой, так что мы можем утверждать, что эфир не обладает
молекулярным строением" 2.
В статье "Атом" Максвелл уточняет основные понятия атомистики, дает
краткий исторический очерк ее развития, анализ современной ему
молекулярной физики и, в частности, молекулярной теории газов,
анализирует возможность дискретной структуры эфи-
1 Д. К. М а к с в е л л. Молекулы. (Речь, произнесенная на съезде
Британской ассоциации в Бредфорде.) Опубликовано в "Nature", 1875, 8. См.
стр. 71 в этом сборнике.
а "Nature", 1875, т. XI. См. стр. 119 в этом сборнике.
375
ра, указывает на различия между динамической и химической трактовками
молекулы.
"Химики,- пишет Максвелл,- убеждаются опытом, каковы отношения масс
различных веществ в соединении. Отсюда они выводят эквиваленты различных
веществ, взяв за единицу химический эквивалент одного вещества, скажем
водорода. Свои доводы, на которые они опираются, они заимствуют
