Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Максвелл Дж.К. -> "Статьи и речи" -> 43

Статьи и речи - Максвелл Дж.К.

Максвелл Дж.К. Статьи и речи — М.: Наука, 1968. — 423 c.
Скачать (прямая ссылка): statiirechi1968.djvu
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 185 >> Следующая

величину, соответствующую закону Бойля, но возрастет настолько, что
ничтожное увеличение плотности будет требовать огромного увеличения
давления.
Отсюда следует, что соотношение между давлением и объемом может быть
представлено кривой ABCDEFG, где горизонтальные ординаты означают объем,
а вертикальные - давление.
При уменьшении объема давление растет до точки С, затем падает до точки Е
и наконец беспредельно растет при дальнейшем уменьшении объема.
Мы до сих пор предполагали, что опыты производятся таким образом, что
плотность одинакова во всех частях среды. Однако практически это
невозможно, так как единственным условием, налагаемым извне на среду,
может явиться лишь заключение ее целиком в некоторый сосуд.
Следовательно, если среда может распределиться таким образом, что часть
ее будет иметь одну плотность, а часть - другую, то мы не можем этому
воспрепятствовать.
Точки В и F изображают два состояния среды при одинаковом давлении, но
весьма различных плотностях. Вся среда целиком может перейти пз состояния
В в состоя-
105
ние F не через промежуточные состояния CDE, а последовательно переходя
небольшими порциями непосредственно из состояния В в состояние F. Таким
образом, последовательные состояния всей среды в целом будут изображены
точками па прямой BF, причем точка В изображает среду в состоянии полного
разрежения, а точка F - в состоянии полного сгущения. Это имеет место при
сжижении газа или пара.
Поэтому в обычных условиях соотношение между давлением и объемом при
постоянной температуре изображается ломаной линией ABFG. Однако если в
процессе сжижения тщательно предохранять среду от соприкосновения с
паром, то она может остаться жидкостью и достигнуть состояний,
представленных отрезком кривой между F и Е. Быть может, будут найдены
методы предотвращения конденсации пара, посредством которых можно будет
привести его в состояние, изображаемое точками на ВС.
Участок гипотетической кривой от С до Е. изображает существенно
неустойчивые состояния, которые поэтому не могут быть осуществлены.
Предположим теперь, что среда, оставаясь однородной, переходит из
состояния В в состояние F по гипотетической кривой BCDEF, а затем
возвращается по прямой FB в виде смеси жидкости и пара. Поскольку
температура была все время постоянной, теплота не могла превратиться в
работу. Однако превращенное в работу тепло представлено избытком площади
FDE над площадью BCD. Следовательно, условие, определяющее максимальное
давление пара при заданной температуре, заключается в том, что линия BF
отсекает вверху и внизу равные площади.
Чем выше температура, тем больше часть давления, зависящая от движения,
сравнительно с частью его, зависящей от сил взаимодействия частиц.
Следовательно, по мере повышения температуры падение кривой становится
менее заметным, а при некоторой температуре кривая вместо того, чтобы
прогибаться, становится в некоторой точке горизонтальной, а затем снова
поднимается кверху. Эта точка называется критической точкой. Она была
определена для углекислоты в великолепных исследованиях Эндрюса. Эта
точка соответствует определенным температуре, давлению и плотности.
При более высоких температурах кривая непрерывно поднимается кверху и при
переходе от наиболее разре-
106
Женного к наиболее плотному состоянию нет ничего, соответствующего
сжижению.
Молекулярная теория непрерывности жидкого и газообразного состояний
составляет предмет весьма остроумной диссертации Иоганна Дидерика ван-
дер-Ваальса * (Лейденский университет). Мне кажется, что в некоторых
пунктах он впал в математические ошибки и, разумеется, что конечный
результат не является исчерпывающим выражением взаимодействия между
реальными молекулами; но он так талантливо и смело взялся за этот трудный
вопрос, что его исследование даст, вероятно, заметный толчок развитию
учения о молекулярном строении тел. Несомненно, эта диссертация заставила
многих исследователей изучить голландский язык, на котором она написана.
Чисто термодинамические соотношения между различными состояниями вещества
не входят в наш предмет, так как не зависят от специальных молекулярных
теорий. Однако я упомяну о чрезвычайно ценном вкладе в эту область
термодинамики, сделанном профессором Йельского колледжа в Америке
Виллардом Гиббсом **, давшим нам замечательно простой и вполне
удовлетворительный метод изображения соотношения между различными
состояниями вещества при помощи модели. При помощи этой модели можно
свободно решить вопросы, в течение долгого времени не поддававшиеся ни
моим усилиям, ни усилиям других исследователей.
Возвратимся теперь к случаю весьма разреженного газа, в котором давление
зависит исключительно от движения его частиц. Поскольку объем, давление и
масса - измеримые величины, легко вычислить, па основании уравнения
Клаузиуса, средний квадрат скорости частицы.
Если предположить, что скорость всех частиц одинакова, то окажется, что
скорость молекулы кислорода при 0°С равна 461, молекулы азота 492, а
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed