Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
в приведенной таблице. Это - очень маленькое расстояние, совершенно
неуловимое для нас даже в лучшие микроскопы. Грубо говоря, оно составляет
около Vio доли длины световой волны, величины, как вам известно,
чрезвычайно малой. Само собой разумеется, время, употребляемое на такой
малый путь столь быстролетными молекулами, весьма незначительно. Я
вычислил, сколько соударений может совершиться в секунду. Числа даны в
таблице (на стр. 83) и выражаются тысячами миллионов. Нет ничего
удивительного, что быстрейшая молекула так медленно подвигается вперед,
если ее ход совершенно изменяется тысячи миллионов раз в секунду.
80
Все три рода диффузии имеют место и в жидкостях, но соотношение между
скоростями, с которыми они совершаются, не так просто, как в случае
газов. Динамическая теория жидкостей не так хорошо изучена, как
динамическая теория газов, но главное различие между газом и жидкостью
состоит, по-видимому, в том, что в газе каждая молекула большую часть
времени употребляет на прохождение свободного пути и только весьма малую
долю времени тратит на встречи с другими молекулами, между тем как в
жидкостях для молекулы свободный путь едва ли возможен и она всегда
находится в состоянии тесной встречи с другими молекулами.
Таблица диффузии
(сантиметр )2 Единица измерения: -------------
(Знаки: Н - водород; О-кислород; СО - окись углерода; С02-углекислота)
Вычис- Наблю-
ленное денное
Н и О 0,7086 0,7214 '
Н и СО 0,6519 0,6422
Н и С02 0,5575 0,5558
О и СО 0,1807 0,1802 Г
О и С02 0,1427 0,1409
СО и С02 0,1386 0,1403
н 1,2990 1,49
О 0,1884 0,213
со 0,1748 0,212
со2 0,1087 0,117 .
Воздух - 0,256 )
Медь - 1,077 [
Железо - 0,183 J
Диффузия материи по наблюдениям Лошмидта
Диффузия количества движения (Грэхем и Мейер)
Диффузия температуры по наблюдениям Стефана
Тростниковый сахар в воде........... 0,0000035 1
0,3144 }(ф°йт)
Диффузия за день Соль в воде . . .
0,00000116 (Фикк)
Следовательно, в жидкости диффузия движения от одной молекулы к другой
совершается гораздо быстрее, нежели диффузия самих молекул; по той же
самой причине в тесной толпе гораздо легче переслать письмо, передавая
81
его из рук в руки, нежели поручить передачу особому посыльному, которому
пришлось бы прокладывать себе путь в толпе. У меня здесь банка, нижняя
часть которой содержит раствор медного купороса, в верхней же находится
чистая вода. Она стояла здесь с пятницы, и вы видите, как мало синей
жидкости перешло путем диффузии вверх. Скорость диффузии раствора сахара
тщательно наблюдал Фойт. Сравнивая результаты его наблюдений с
результатами, полученными Лошмидтом в его опытах над газами, мы находим,
что столько же диффундирует газа в течение секунды, сколько диффундирует
жидкости в день.
Таким образом, скорость диффузии количества движения в жидкостях меньше,
чем в газах, но никоим образом не в том же отношении. Для того чтобы то
же самое количество движения прекратилось в воде, нужно почти вдесятеро
больше времени, чем для прекращения его в воздухе, как вы увидите это из
того, что произойдет, когда я встряхну эти банки, из которых одна
содержит воду, а другая воздух. Но разница между скоростями, с какими
распространяется возрастание температуры в жидкостях и в газах, еще
меньше.
В твердых телах молекулы все еще находятся в движении, но их движения
ограничены весьма тесными пределами. Вследствие этого диффузия материи в
твердых телах не имеет места, хотя диффузия движения и теплоты
совершается в них весьма свободно. Тем не менее некоторые жидкости
диффундируют в твердых коллоидах, каковы студень и камедь, а водород
может распространяться в железе и в палладии.
За неимением времени мы можем только упомянуть об удивительнейшем
молекулярном движении, называемом электролизом. Здесь имеется
электрический ток, проходящий в подкисленной воде и выделяющий кислород
на одном электроде, а водород на другом. В пространстве между ними вода
совершенно спокойна; и, однако, в ней идут два противоположных течения
кислорода и водорода. Физической теорией этого процесса занимался
Клаузиус и дал основания к воззрению, что в обыкновенной воде молекулы не
только движутся, но иногда п ударяются друг о друга с такой силой, что
кислород и водород этих молекул отделяются друг от друга и толкутся в
этой сумятице, отыскивая себе товарищей, которые диссоциированы подобным
же путем. В обыкновенной воде этот
62
обмен в целом не производит никакого заметного эффекта; но, как только
начнет действовать электродвижущая сила, она оказывает направляющее
влияние на несвязанные молекулы и заставляет каждую двигаться к ее
электроду, до того момента, когда, столкнувшись со свободной молекулой
противоположного рода, она опять вступает в более или менее прочное
соединение с нею, пока не наступит новая диссоциация вследствие другого
соударения. Следовательно, электролиз есть своего рода диффузия, которой
помогает электродвижущая сила.
Другая ветвь молекулярной науки относится к обмену молекулами между
