Гази. Людвіг Больцман

Ви перебуваєте: Гази

При даній температурі рівні числа молекул у рівних обсягах створюють однаковий тиск. А це вже можна розглядати як прояв чудового фізичного узагальнення, виведеного Людвігом Больцманом (1844- 1906), - принципу рівнорозподілу енергії.

Згідно із цим принципом, усі молекули при даній температурі повинні в середньому мати однакову кінетичну енергію. Отже, більш важкі молекули повинні рухатися повільніше, чим більш легені, і, таким чином, зміна їх швидкості при зіткненні з поверхнею посудини буде менше. Крім того, оскільки більш важкі молекули перетинають посудина від стінки до стінки теж менше число раз в одиницю часу, вони менше число раз у секунду вдаряють у стінки посудини. Але тиск газу - це захід сили, з якого молекули діють на стінки посудини. Хоча сила ця видасться постійної, насправді вона складається з надзвичайно великого числа надзвичайно малих імпульсів. Другий закон руху Ньютона затверджує, що сила дорівнює добутку маси на зміну швидкості в одиницю часу; інакше кажучи, дорівнює зміні кількості руху в одиницю часу, який являє собою добуток маси на швидкість. Таким чином, середня величина зміни кількості руху в одиницю часу, що обумовлює тиск, пропорційна як кількості руху, так і швидкості, тобто в підсумку пропорційна кінетичної енергії. А кінетична енергія, згідно Больцману, однакова для всіх молекул.

Таким чином, ми бачимо, що газові закони являють собою прояв кінетичної теорії. Кінетична теорія застосовна до всіх станів речовини, але тільки для газів вона приводить до настільки простих законів.