Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
гравия или направить свой путь по промежуткам между кусками гравия; для
него, следовательно, гравий никоим образом не есть вещество однородное и
непрерывное.
Таким же точно образом теория, что некоторое вещество, скажем вода,
однородно и непрерывно, может быть хорошей рабочей теорией до известного
пункта, по может оказаться несостоятельной, когда придется иметь дело с
количествами, настолько малыми или настолько тонкими, что неоднородность
их структуры рельефно выступает. Совместима ли эта неоднородность
структуры или нет с однородностью и непрерывностью вещества - вопрос
другого рода.
Крайняя форма учения о непрерывности выдвинута Декартом, который
утверждает, что вся Вселенная одинаково наполнена материей, что вся эта
материя одного рода и что единственное существенное свойство ее -
свойство протяженности. Все свойства, наблюдаемые нами в материи, он
сводит к подвижности ее частей между другими и, таким образом, к
возможности все изменения, которые мы можем наблюдать, выводить из
движения ее частей ("Principia", II, 23). Собственные попытки Декарта
вывести различные свойства и действия тел таким путем не имеют большой
ценности. Потребовалось больше столетия для изобретения методов
исследования условий
127
движения систем тел, подобных тем, какие воображал себе Декарт. Но
гидродинамическое открытие Гельмгольца, что вихрь в совершенной жидкости
обладает некоторыми неразрушимыми свойствами, приложено было сэром В.
Томсоном к созданию теории вихревых атомов в однородной несжимаемой и
лишенной трения жидкости, и к этой теории мы в свое время вернемся.
Очерк современной молекулярной физики и, в частности, молекулярной теории
газов
Мы начнем с допущения, что тела составлены из частей, что каждая из этих
частей способна к движению и что эти части действуют одна на другую
способом, совместимым с принципом сохранения энергии. Эти допущения
оправдываются фактами, что тела можно делить на малые части и что все
тела, с которыми нам приходится иметь дело, суть консервативные системы и
что этого не было бы, если бы и их части не были также системами
консервативными.
Мы можем допустить также, что эти малые части находятся в движении. Это -
самое общее допущение, какое только можно сделать, ибо оно включает как
частный случай теорию о том, что малые части находятся в покое. Явления
диффузии газов и жидкостей одних в другие показывают, что возможно
движение малейших частей тела, нами не замечаемое.
Мы не делаем никаких предположений относительно природы этих малых частей
- все ли они одинаковой величины или нет. Мы даже не приписываем им ни
протяжения, ни формы. Каждую из них нужно измерять ее массой, и каждые
две из них, подобно видимым телам, имеют способность действовать одна на
другую, поскольку они достаточно близки между собой, чтобы это могло
проявляться. Свойства тела или среды определяются конфигурацией и
движением их мельчайших частей.
Первым шагом в нашем исследовании будет определение количества движения,
существующего в совокупности этих малых частей, независимо от видимого
движения среды как целого. Для этой цели удобно воспользоваться одной
общей теоремой динамики, данной Клаузиусом.
128
Когда движение материальной системы таково, что среднее, по времени,
значение количества h{mx2) остается постоянным, то говорят, что состояние
системы есть состояние стационарного движения. Когда движение
материальной системы таково, что сумма моментов инерции системы около
трех перпендикулярных между собой осей, проходящих через центр ее массы,
уклоняется от постоянного значения лишь на малые количества, то говорят,
что система находится в состоянии стационарного движения.
Кинетическая энергия частицы есть половина произведения ее массы на
квадрат ее скорости, а кинетическая энергия системы есть сумма
кинетической энергии всех ее частей.
Когда между двумя точками действует сила притяжения или отталкивания, то
половина произведения этой силы на расстояние между двумя точками
называется вириалом силы. Вириал считается положительным в случае
притяжения и отрицательным в случае отталкивания. Вириал системы есть
сумма вириалов действующих в ней сил. Когда система находится под
действием внешнего напряжения в форме давления стенок сосуда, в котором
она заключена, тогда это напряжение внесет количество вириала, равное
з
урУ, где р - давление на единицу площади, а У - объем сосуда.
Теперь теорему Клаузиуса можно выразить так: в материальной системе,
находящейся в состоянии стационарного движения, среднее, для известного
промежутка времени, значение кинетической энергии равно среднему, для
того же промежутка времени, значению вириала. В случае газа, заключенного
в сосуде,
42<ш>')-4 />г+4-22(л,').
где первая часть означает кинетическую энергию и есть полусумма
произведений каждой массы на квадрат среднего значения ее скорости. В
первом члене второй части р есть давление на единицу поверхности сосуда,
