Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
жидкостью и газом. Сюда принадлежит теория испарения и конденсации, в
которой рассматриваемый газ есть пар некоторой жидкости, а также теория
поглощения газа различными жидкостями. Исследования д-ра Эндрюса о связи
между жидким и газообразным состояниями показали нам, что хотя положения,
изложенные в наших элементарных учебниках, и выражены так гладко, что они
кажутся почти самоочевидными, но их истинная интерпретация может
заключать в себе начало настолько глубокое, что, пока оно не выяснено,
никто даже и не подозревает, чтобы здесь оставалось еще что-либо
неоткрытым.
Затем есть еще кое-какие поля, с которых собраны данные молекулярной
науки. Последние результаты мы можем разделить на три разряда,
соответственно полноте наших познаний в этом направлении (см. табл. на
стр. 84),
К первому разряду принадлежат относительные массы молекул различных газов
и их скорости в метрах в секунду. Эти данные получены из опытов над
давлением и плотностью газов и известны с высокой степенью точности.
Во втором разряде мы должны поместить относительные размеры молекул
различных газов, длину их средних свободных путей и число соударений в
секунду. Эти количества выведены из опытов над тремя родами диффузии.
Полученные значения нужно рассматривать как грубые приближения, до тех
пор, пока методы экспериментирования не будут значительно
усовершенствованы.
Есть еще ряд величин, которые мы должны отнести к третьему разряду, так
как наше знание их не отличается ни такой точностью, как количественные
результаты первого разряда, ни такой степенью приближения, как вели-
93
Таблица молекулярных данных
Водо- род Кис- лород Окись угле- рода Угле- кисло- та
I Масса молекулы (водо- 1 род-1) j 1 16 14 22
разряд Средняя скорость в мет- 1 рах в секунду при 0° С j 1859 465
497 396
II разряд Средний свободный путь 1 в десятимиллионных до- !¦ лях
миллиметра J Число соударений в се- I куиду в миллионах | 965 17750
560 7646 482 9489 379 9720
III разряд Диаметры в десятимил- 1 ЛИ0П1ШХ ДОЛЯХ МИЛЛИ- [ 5,8 7,6
8,3 9,3
метра J Массы (единица-10-22 мил- 1 диграмма) j 46 736 644
1012
чины второго разряда, а представляет собой просто вероятные догадки.
Таковы абсолютные массы молекул, их абсолютные диаметры и число молекул в
кубическом сантиметре. Относительные массы различных молекул известны нам
с большой точностью, а их относительные диаметры известны нам
приблизительно. Отсюда мы можем вывести относительные плотности самих
молекул. Здесь мы на твердой почве.
Большое сопротивление, оказываемое жидкостями сжатию, делает вероятным,
что их молекулы должны находиться почти на таком расстоянии друг от
друга, на каком две молекулы того же самого вещества в газообразной форме
действуют одна на другую во время их встречи. Это предложение было
подвергнуто проверке Лоренцом Мейером, который сравнивал плотности
различных жидкостей с вычисленными относительными плотностями молекул их
паров и нашел замечательное соответствие между ними.
Недавно Лошмидт вывел из динамической теории следующее замечательное
соотношение: объем газа относится к совокупному объему в'сех содержащихся
в нем молекул, как средний свободный путь молекулы относится к одной
восьмой ее диаметра.
Допуская, что объем вещества, приведенного в жидкое состояние, не слишком
превышает совокупный объем мо-
84
лекул, мы получим из этой пропорции диаметр молекулы. Этим путем Лошмидт
в 1865 г. впервые вычислил диаметр молекулы. Независимо от него и от
других Стони в 1868 г. и сэр В. Томсон в 1870 г. обнародовали результаты
подобного же рода, причем Томсон пришел к своим результатам не только
этим путем, но и из соображений, основанных на рассмотрении толщины
мыльных пузырей и электрических свойств металлов.
Согласно таблице, вычисленной мной на основании данных Лошмидта, размеры
молекул водорода таковы, что два миллиона их, положенные рядом, заняли бы
всего миллиметр, а миллион миллионов миллионов миллионов их весили бы
больше четырех, но меньше пяти граммов.
В кубическом сантиметре газа при постоянных давлениях и температуре
содержится около 19 миллионов миллионов миллионов молекул. Все эти числа,
относящиеся к третьему разряду, как это само собой понятно, в настоящее
время нужно рассматривать просто как основанные на догадках. Чтобы
обеспечить себе некоторое доверие к числам, таким путем полученным, нужно
было бы сравнить между собой большее число независимых данных, нежели до
сего времени получено, и показать, что они ведут к согласным друг с
другом результатам.
До сих пор мы рассматривали науку о молекулах как исследование
естественных явлений. Но если прямая цель всякого научного труда -
раскрывать тайны природы, то он имеет и иное действие, не менее ценное,
на ум исследователя. Научная работа делает его обладателем методов, и к
изобретению их ничто, кроме научной работы, не могло бы его привести; это
ставит его в положение, с которого многие области природы, помимо тех,
