Юный техник 1973-11, страница 56

Рис. Р. АВОТИНА

ков и увеличивать их число, не изменяя массы столбика, работа возрастает. В конце концов, при определенной толщине температура столбика повышается до такой степени, что образуется сплав меди с цинком — латунь. Листочки теряют свойства индивидуальных металлов, то есть их утончение достигает предела делимости. Так он подсчитал, что для меди и цинка размеры мельчайших частиц заведомо превышают 2,5-10—⁹ см.

ЦИФРЫ ИЗ ХАОСА

До поры до времени никому не приходило в голову связать величину молекул с их формой и движением. Впервые это было сделано в молекулярно-кинетиче-ской теории, в которой молекулы считаются твердыми, упругими шариками. Впоследствии выяснилось, что это предположение далеко не отражает истинного строения мельчайших частиц вещества. Тем не менее такая модель позволила не только выявить основные закономерности хаотического движения молекул, но и оценить порядок их размеров.

Еще в 1845 году малоизвестный английский ученый Дж. Уотер-стон представил к печати статью, содержавшую основные идеи теории. Однако работа его была охарактеризована как «пустая, если не бессмысленная». Лишь

полвека спустя Рэлей обнаружил ее в архивах Королевского общества и опубликовал.. Оказалось, что забытый автор кинетической теории подсчитал даже размер молекул-шариков. Сравнивая работу капиллярных сил, поверхностное натяжение и теплоту испарения, он пришел к выводу, что диаметр молекул воды равен 1,2-10—⁸ см.

Вскоре благодаря трудам Кла-узиуса, Максвелла и Больцмана молекулярно-кинетическая теория получила всеобщее признание. Одно из основных понятий этой теории — средняя длина свободного пробега — длина пути, который проходится молекулой газа без столкновений с другими молекулами. Как раз эта величина непосредственно связана с размерами частиц газа.

Если скорость молекулы V, то за единицу времени она проходит объем пространства Jtr²V, где г — радиус молекулы. Столкнуться она может только с молекулами, центры которых отстоят от ее центра не Дальше чем на 2 г, то есть расположены в объеме 4 jtr²V. Пусть в единице объема газа содержится N молекул. Тогда за единицу времени молекула испытывает 4 jtr²VN столкновений. Эту же величину можно найти как число, показывающее, сколько раз укладывается средняя длина свободного пробега молекулы % на пути V, пройденном ею за единицу вре

54