Газы. Уільям Томсон

Вы знаходзіцеся: Газы

У 1851 г. Уільям Томсон (барон Кельвін) (1824-1907) прапанаваў выкарыстоўваць для рэалізацыі абсалютнай шкалы тэмператур тэрмометр, у якім працоўным целам служыць паветра пры сталым ціску; па гэтай шкале можна было б калібраваць іншыя тэрмометры. Паветра было абраны проста па меркаваннях выгоды; прыдатны любы іншы 'сталы' газ, але, вядома, не зблізку яго кропкі ожижения. (Томсон насамрэч пайшоў далей і паказаў, як пабудаваць яшчэ больш прымальную шкалу на аснове тэорыі Н. Л. С. Карно (1796-1832) о 'рухальнай сіле цеплыні'.)

Апісаныя падзеі паказваюць, што развіццё фізікі досыць нечаканасцяў. Вымярэнне ўласцівасцяў газаў выявіла некаторыя дзіўныя заканамернасці, а больш дэталёвае вывучэнне іх дало аснову для пабудовы шкалы, прымальнай з пункту гледжання тэорыі. Дзякуючы гэтаму з'явілася магчымасць вырабляць больш дакладныя вымярэнні і развіваць тэрмаметрыю. Гэта дазволіла вымераць каэфіцыент пашырэння ртуці як функцыю тэмпературы замест таго, каб прымаць яго сталым; у выніку атрымалася ўнесці папраўкі ў атрыманыя раней вынікі. Так фізіка, падобна гусеніцы, сама сябе падцягвае наперад.

У газавых законах ёсць нешта яшчэ важнейшае. Чаму наогул яны існуюць? Бо не існуе гэтак жа ўніверсальных законаў вадкасцяў ці законаў цвёрдых тэл. Просты факт падабенства ў паводзінах розных газаў азначае, што газам уласціва нешта, прынцыпова якое адрознівае іх ад вадкасцяў і цвёрдых тэл. Мы ведаем зараз, што гэта сама прырода газападобнага стану. Уласцівасці цвёрдых целаў і вадкасцяў залежаць ад тыпу часціц, з якіх яны складаюцца: сілы ўзаемадзеяння паміж рознымі атамамі і малекуламі могуць адрознівацца ў вельмі шырокіх межах.

У газах жа адлегласці паміж малекуламі звычайна вельмі вялікія ў параўнанні з памерамі саміх малекул, і часы, на працягу якіх малекулы збліжаюцца настолькі, каб паўплываць адзін на аднаго, адносна вельмі малыя. Такім чынам, газы валодаюць уласцівасцямі, не якія залежаць ад сіл, з якімі малекулы дзейнічаюць адзін на аднаго. Вось чаму ўсе газы паводзяць сябе аднолькава. Аднак, калі ўмовы змяняюцца, гэта значыць калі ціск і тэмпература дасягаюць высокіх значэнняў, верагоднасць сутыкненняў малекул узрастае, і падабенства ў паводзінах розных газаў знікае.