Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
обусловливаемой неравномерностью движения, называется вязкостью. Все
реальные жидкости или газы вязки, начиная с патоки и дегтя и кончая водой
и эфиром, воздухом и водородом.
Но если вязкость очень мала, жидкость называется подвижной, как,
например, вода и эфир.
Если вязкость так велика, что значительное неравенство напряжения, хотя и
вызывает постоянно возрастающее смещение, производит это так медленно,
что мы с трудом его обнаруживаем, мы часто склонны считать такое вещество
находящимся в твердом состоянии и даже рассматривать его как твердое
тело. Так, вязкость холодной смолы или асфальта настолько велика, что
вещество скорее сломается, нежели поддастся неожиданному удару; однако,
если оставить его на достаточный промежуток времени, то окажется, что оно
не сможет сохранить равновесие даже под действием ничтожного неравенства
напряжений, вызываемого его собственным весом, и потечет как жидкость,
пока его уровень не станет всюду одинаковым. Поэтому, если мы определим
жидкость как вещество, которое не может оставаться в постоянном
равновесии под действием напряжения, не являющегося равномерным во всех
направлениях, то мы должны назвать упомянутые вещества жидкостями, хотя
они настолько вязки, что можно по ним ходить, не оставляя следов.
Если тело, форма которого была изменена приложением напряжения, стремится
восстановить свою первона-
185
чальпую форму, когда напряжение устранено, оно называется упругим телом.
Отношение численной величины напряжения к численной величине вызванной им
деформации называется коэффициентом упругости, а отношение деформации к
напряжению называется коэффициентом податливости.
Существует столько же коэффициентов, сколько существует напряжений и
вызываемых ими деформаций или их компонент. Если бы величина
коэффициентов упругости беспредельно увеличивалась, тело приближалось бы
к состоянию абсолютно твердого тела.
Мы можем образовать упругое тело большой податливости, растворяя в воде
желатин или рыбий клей и давая затем раствору остыть в студенистую массу.
Уменьшая пропорцию желатина, можно уменьшить коэффициент упругости
студенистой массы так, чтобы чрезвычайно малая сила вызывала значительное
изменение формы вещества.
Было обнаружено, что когда деформация упругого тела превышает некоторый
предел, зависящий от природы вещества, то оказывается, что после
устранения напряжения вещество не возвращается точно к своей
первоначальной форме, но остается деформированным. Такие пределы для
различных видов деформаций называются пределами упругости.
Существуют другие пределы, которые можно было бы назвать пределами
сцепления или прочности; если деформация тела достигает этих пределов,
тело ломается, разры вается или разрушается каким-нибудь другим образом,
причем непрерывность вещества нарушается.
Тело, форма которого может непрерывно изменяться без всяких трещин и
разрывов, называется пластичным телом. Когда потребная для этого сила
невелика, тело называется мягким, когда она велика, тело называется
жестким. Тело, которое, прежде чем его можно достаточно деформировать,
раскалывается или ломается, называется хрупким. Когда потребная для этого
сила велика, тело называется твердым.
Твердость тела измеряется силой, потребной для того, чтобы произвести
деформацию определенной величины.
Его прочность измеряется силой, потребной для того, чтобы сломать или
раздавить его.
Мы можем несколькими различными путями представить себе твердое тело в
состоянии, близком к жидкости.
186
Если мы намесим фарфоровую глину с водой, то чем больше прибавлять воды,
тем жиже становится смесь, пока, наконец, мы не получим воду с медленно
оседающими в ней частицами глины. Это - пример механической смеси,
составные частя которой отделяются друг от друга. Однако, если мы смешаем
воск с нефтью или камедь со скипидаром, :мы можем получить стойкие смеси
всех степеней мягкости и таким образом перейти от твердого к жидкому
состоянию через все ступени вязкости.
Мы можем также взять такое упругое и обладающее некоторой хрупкостью
вещество, как желатин, и прибавлять к нему все большее и большее
количество воды, пока не получим чрезвычайно жидкий студень, оказывающий
весьма слабое сопротивление движению в нем твердого тела, например ложки.
Но даже такой жидкий студень не является настоящей жидкостью, так как он
способен оказать сопротивление очень малой силе, например весу маленькой
пылинки. Если в этот студень погружена соломинка или зернышко и если их
удельный вес отличается от удельного веса студня, то они будут стремиться
подняться на поверхность или погрузиться на дно. Если этого не
происходит, мы заключаем, что студень - не жидкость, а твердое тело,
правда, далеко не совершенное, но способное оказывать сопротивление силе,
с которой стремится двигаться соломинка.
Поэтому оказывается, что можно себе представить переход из твердого в
жидкое состояние, происходящий путем неограниченного уменьшения либо
