Техника - молодёжи 1935-06, страница 80
f Занитательная ФизикаБлиз абсолютного нуля Нуль на наших термометрах — это условная точка, вовсе не означающая, что при этой температуре тело не заключает в себе теплоты. Напротив, при этом в телах имеется еще некоторый запас тепловой энергии. Частицы (молекулы) таких тел находятся в оживленном движении — ® этом и состоит теплота. Молекулы воздуха, например при 0° Ц, движутся по всевозможным направлениям со средней скоростью около полукилометра в векунду, а молекулы водорода, гораздо более легкие, ударяются друг о друга и о стенки заключающего их сосуда со среднею скоростью в 1840 метров в секунду; это больше начальной скорости снаряда сверхдальнобойной пушки. Но существует и такая температура, при которой ®есь запас теплоты в телах исчерпывается без остатка. Это так называемый абсолютный нуль, лежащий на 273,1° ниже нуля термометра Цельсия. При абсолютном нуле беспорядочное движение молекул тела прекращается совершенно; молекулы находятся в покое в том смысле, что перестают сталкиваться и ударять в стенки сосуда. Недавно (в апреле 1935 г.) получено известие, что в стремлении приблизиться к этой замечательной точке ученые добились значительного успеха: в холодильной лаборатории университета города Лейдена (Голландия) добыта температура, отличающаяся от абсолютного куля на ничтожную величину. Если бы удалось продвинуться еще на 0,005°, то заветная точка была бы достигнута. Практически ученые так близко подошли к этой температуре, что молекулы, казалось бы, должны быть почти неподвижны. Расчет показывает однако, что даже при температуре на 0,005° выше абсолютного Нуля молекулы никак нельзя считать близкими к состоянию покоя. Теория установила, что скорости теплового движения молекул данного тела при разных температурах относятся между собою как квадратные корни из их температур, считаемых от абсолютного нуля. Пользуясь этим правилом, определим скорость движения молекул водорода при температуре на 0,005° выше абсолютного нуля. Мы уже знаем, что при: 0°Ц (т. е. на 273,1° выше абсолютного нуля) водородные молекулы имеют скорость 1840 метров в секунду. Поэтому можем составить пропорцию: 1840 = У 27ЯТ х V^ 0Г005' где X — искомая скорость молекул водорода при температуре на 0,005° выше абсолютного нуля. Правая часть равенства, как легко вычислить, равна 1^54620, т. е. около 234. Поэтому v 1840 о Х= 234 = около 8-Молекулы водорода движутся со скоростью 8 .и в секунду, или около 29 километров в час. Движение со скоростью автомобиля на городской улице еще далеко' от состояния полного покоя! К тому же найденная скорость — средняя:; часть молекул движется быстрее этой средней величины. Можно доказать, что при 0,005° абсолютной температуры существует некоторая часть молекул, которые движутся быстрее курьерского поезда. Занимательная математикаНа эскалаторе метро Какова средняя скорость 1 в час) больше скорости возвраще- Стоя неподвижно на ступени Вычисление средней скорости ния <20 километров в час), а имен- эскалатора московского метро, чс- представляется каждому весьма но: в —раза. Необходимо принять ловек доставляется этой движущей- простым делом. Однако вот весьма 2 ся лестницей or платформы до несложная на вид задача, в кото- в расчет, что со скоростью 30 ки- уровня улицы в течение одной рой требуется определить среднюю лометров в час автомобиль двигался минуты. Тот же человек, взбегая скорость, но которую далеко не все 2'3 тог° времени, в течение кото- по ступеням неподвижного эскала- читатели смогут решить. рого он ехал со скоростью 20 кило- тора, может добраться до sepxy Автомобиль проехал расстояние метров в час. Только учтя это об- в 50 сек. между двумя городами со ско- стоятельство, мы сможем притти к Во сколько времени доберется до ростыо 30 километров в час и воз- правильному ответу, уровня улицы этот человек, если вратился со скоростью 20 километ- Лучше всего прибегнуть при ее- станет взбегать по поднимающему- ров в час. Какова была средняя решении к «языку алгебры», т. е. ся эскалатору? скорость его езды? к уравнению; арифметическое ре- Многие затрудняются в решении Не спешите с ответом. Могу с уве- шение, пожалуй, сложнее, этой задачи, хотя она представляет ренвостыо сказать, что решение. Обозначим расстояние между го- собою не что иное, как новую которое у вас сейчас в уме, — родами в километрах буквой /. На форму древней задачи о бассейнах, ошибочно. поездку туда автомобиль употребил существующей уже две тысячи лет. Большинство, не размышляя дол- ' возвращение — час Рассуждаем так. Эскалатор еже- го, находят арифметическое сред- 30 возвращение <ю час. секундно поднимается на '/со всей нее между 30 и 20, т. е. берут их На весь пробег туда и обратно он высоты. Человек на неподвижном полусумму употребил эскалаторе в одну секунду взбе- 30 + 20 ]_< гает на Vso полной-высоты подъема. —-к— — 25 30 ^20 tojfe,° когда3 об^скорости ЖЕ и таким образом узнают, ™ ^^ «^ь ^ы°наПдГГеТСЯ 8 ТеЧеНИ6 " ^ к затр^'ченному времени Щ? ' на долю ^ лометрам в час. чит она выразится так: ал + =7; = "чип Как ни странно, но это простое 9/. fj_ 1 J\ _ о . ( т J\ ои бт и казалось бы бесспорное реше- \30 "r 20/ ~ \30 20/' полной высоты. Теперь легко уже нис — неверно. Оно было бы вер- Выполни® вычисление получаем-найти продолжительность всего но 15 том --'ишь случае, если бы подъема человека, взбегающего на поездка туда и поездка обратно о._\ 2 • — = 24 движущемся эскалаторе. Она рав- Длились одинаковое время. Но в ^"30^20 '60 на- нашем случае обратная поездка П должна была отнять больше вре- Итак. правильный ответ: 24 кило- 1 :300 =0К0Л° мени- чем езда тУДа. — во столько метРа в час> а не 25> как отвечают "70 раз больше, во сколько ско- обычно. ' " Человек взбежит вверх в 27 сек. роеть езды туда (30 километров Я. Перельмон |
