Газы. Людвиг Больцман

Вы находитесь: Газы Требуется виза в Китай Киров? Надежно!

При данной температуре равные числа молекул в равных объемах создают одинаковое давление. А это уже можно рассматривать как проявление замечательного физического обобщения, выведенного Людвигом Больцманом (1844- 1906), - принципа равнораспределения энергии.

Согласно этому принципу, все молекулы при данной температуре должны в среднем обладать одинаковой кинетической энергией. Следовательно, более тяжелые молекулы должны двигаться медленнее, чем более легкие, и, таким образом, изменение их скорости при соударении с поверхностью сосуда будет меньше. Кроме того, поскольку более тяжелые молекулы пересекают сосуд от стенки до стенки тоже меньшее число раз в единицу времени, они меньшее число раз в секунду ударяют в стенки сосуда. Но давление газа - это мера силы, с которой молекулы действуют на стенки сосуда. Хотя сила эта кажется постоянной, на самом деле она слагается из чрезвычайно большого числа чрезвычайно малых импульсов. Второй закон движения Ньютона утверждает, что сила равна произведению массы на изменение скорости в единицу времени; другими словами, равна изменению количества движения в единицу времени, которое представляет собой произведение массы на скорость. Таким образом, средняя величина изменения количества движения в единицу времени, обусловливающая давление, пропорциональна как количеству движения, так и скорости, то есть в итоге пропорциональна кинетической энергии. А кинетическая энергия, согласно Больцману, одинакова для всех молекул.

Таким образом, мы видим, что газовые законы представляют собой проявление кинетической теории. Кинетическая теория применима ко всем состояниям вещества, но только для газов она приводит к столь простым законам.