* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 694 физ. смысл: это есть не что иное, как энергия движения молекул газа; не существует «горячих» и «холодных» молекул, есть только молекулы, движущиеся с большей или мень­ шей скоростью. До сих пор предполагалось, что все моле­ кулы движутся с одной и той же скоро­ стью, которая обозначена буквой v. Простые соображения показывают, что это неверно. В самом деле, если бы даже в нек-рый момент все молекулы имели одинаковую по вели­ чине скорость, то уже в следующий момент вследствие столкновений, происходящих под самыми разнообразными углами, молекулы приобрели бы различную скорость. Выше мы видели, что скорость для молекул азота— главной составной части воздуха—при 0° равна приблизительно 500 ж/сек. Если бы такая молекула полетела вертикально вверх, то она бы могла подняться на высоту всего 12,5 км. Т. о. если бы все молекулы двига­ лись с одинаковой скоростью, то максималь­ ная высота, до к-рой могли бы подниматься вверх молекулы воздуха, т. е. теоретический предел атмосферы, был бы равен той же величине 12,5 км. На самом деле известно, что наиболее высокие северные сияния про­ исходят еще на высоте 500 км, метеориты загораются на высоте 200 м и т . д , Причина противоречия именно в том, что отождест­ вляют среднюю скорость v с истинной ско­ ростью. В действительности же встречаются молекулы как с меньшими, так и со значи­ тельно большими скоростями. Максвелл (Maxwell) впервые ввел в К. т. «закон рас­ пределения молекулярных скоростей», т. е. формулу, позволяющую вычислить, к а к а я именно доля из всего числа молекул обла­ дает заданной скоростью. По Максвеллу, состояние газа можно охарактеризовать как полный хаос; молекулы обладают всевоз­ можными скоростями; чаще всего встре­ чаются молекулы с нек-рой скоростью, к-рая является наивероятнейшей, но определен­ ный процент молекул обладает гораздо большими и определенный процент—гораздо меньшими скоростями. Т. к. число молекул огромно и микроскоп, состояние газа харак­ теризуется как полный хаос, то с тем ббльшим правом для построения К. т. газов мбжно воспользоваться методами статистики, методами теории вероятностей. Знаменитая формула распределения Максвелла, графиче­ ски иллюстрируемая рисунком, имеет имен­ но такой статистич. характер. Совершенно аналогичному закону подчиняется распре­ деление всех случайных явлений вообще, например распределение случайных погреш­ ностей наблюдения и т. п. (см. Вариационная статистика). Наиболее вероятное значение скорости га­ зовых молекул, т. е. та скорость, которой обладает наибольшее число молекул газа, по сказанному ранее измеряется многими сот­ нями метров в секунду. Несмотря на это, мо­ лекулы перемещаются поступательно срав­ нительно медленно: в этом убеждает нас хотя бы относительная медленность распро­ странения запахов. Причина кажущегося противоречия в том, что вследствие огром­ ного числа молекул к а ж д а я из них непре­ рывно сталкивается с окружающими и по­ тому постоянно меняет направление своего пути. Пространство, проходимое молекулой между двумя соударениями,—т. н. средняя длина свободного пути—имеет поэтому ни­ чтожную величину. Эта средняя длина пути играет выдающуюся роль в целом ряде явлений, происходящих в газах. Таковы: 1. Диффузия (см.); если привести в сопри­ косновение два газа, то, как известно, тотчас I 2.1 Z.1 2,0 1,» 1.5 I I 1 1 1 1 г1 ! 1 1 1,1 1.в М 1.3 1.1 1,0 0.а 0,7 0,в 0.5 0,4 0,э 0,2 О.& ; / / / при г = о ° с / _ / // / / / 1 1 700 1 800 м о юо гоо зоо 4оо scЮ 90.0 ООО 1000 1100 1200 скорость в /сек. же начинается взаимное проникновение га­ зов, обусловленное движением молекул— диффузия. Ясно, что чем больше средняя длина свободного пробега, тем больше и скорость диффузии. 2. Т е п л о п р о в о д ­ н о с т ь . В покоящемся газе, при отсутст­ вии всяких потоков теплота передается, хотя и крайне медленно, путем теплопровод­ ности. С точки зрения К. т. это надо пони­ мать так, что молекулы более нагретой части газа путем постоянных соударений пе­ редают свой избыток количества движения остальным молекулам. Но можно то же я в ­ ление трактовать и как диффузию молекулы из более нагретой части газа в более холод­ ную и наоборот. 3. В н у т р е н н е е т р е ­ н и е . Когда один слой газа скользит вдоль другого, то молекулы диффундируют через поверхность раздела обоих слоев; при этом молекулы, диффундирующие из неподвижно­ го или более медленно движущегося слоя, слегка замедляют движение более быстрого слоя, и обратно—молекулы, попадающие из скользящего слоя в неподвижный, стремятся привести в движение последний. Вследствие этого скользящий слой испытывает совер­ шенно такое же трение, к а к твердое тело, движущееся по шероховатой поверхности. Т. о. все эти три явления тесно связаны со средней длиной свободного пробега; все они позволяют эту длину вычислить. Однако в виду математических трудностей вычисле­ ние может быть выполнено лишь при усло­ вии, если считать, что молекулы взаимодей­ ствуют, как гладкие бильярдные шары. Т. к. это условие страдает чрезмерной упрощен­ ностью, то и результаты не отличаются осо­ бенной точностью. Однако порядок величи­ ны во всех случаях получается правильный. Для наиболее известных газов при нормаль­ ном давлении (760 мм Hg) средняя длина