Работа Кренига побудила также и Клаузиуса выступить с изложением своих воззрений на тепловые движения, воззрений, которые у него составились, по его словам, уже со времени появления его первой работы в 1850 г., но опубликование которых он откладывал до настоящего времени, так как они казались ему еще недостаточно разработанными. В известном сочинении «Über die Art der Bewegung, welche wir Wärme nennen» («О роде движения, которое мы называем теплотой») он полностью примкнул к Кренигу в том отношении, что и он приписал свободным молекулам постоянных газов только поступательное движение, но в то же время он тут же отметил, что реальные газы могут только более или менее приближаться к этому идеальному состоянию. Даже для простых постоянных газов он в математических прибавлениях к своему сочинению вычислил живую силу поступательного движения молекул равной только 0,6315 всего заключающегося в газах количества теплоты. Он полагал, что эти отклонения от идеального состояния могут происходить как вследствие вращательного движения газовых молекул, так и вследствие колебательных движений внутри молекул; он попытался даже по наблюденным Реньо отклонениям газов от закона Мариотта точнее определить это состояние движения, но, в конце концов, должен был отказаться от этой работы как безнадежной. Поэтому Клаузиус в дальнейшем рассматривает только идеальные газы, молекулы которых обладают только поступательным движением, — с этой точки зрения он впервые дал свою знаменитую новую теорию перехода из одного агрегатного состояния в другое. В твердом состоянии частицы колеблются около определенных устойчивых положений равновесия. В жидком состоянии такого положения равновесия уже не существует; молекула уже не связана с определенными соседними молекулами и оставляет их под действием сил других молекул; однако поступательное движение еще не настолько велико, чтобы молекулы могли совершенно уйти из сферы действия других частиц. Но это положение имеет силу только для внутренних слоев жидкости; на свободной поверхности могут создаваться благоприятные условия, когда молекула будет отброшена с такой силою, что она выйдет из сферы действия других молекул и будет дальше двигаться прямолинейно. Если пространство над жидкостью ограничено, то оно постепенно заполнится такими молекулами и тогда некоторые из свободных молекул будут попадать в сферу притяжения жидкости и снова возвращаться в жидкое состояние. Но по истечении некоторого времени всегда наступает состояние равновесия между испарением и конденсацией, при котором, как выражаются, пространство над жидкостью насыщено паром. Из этого, в соответствии с фактами, следует, что плотность насыщения должна с температурою возрастать, что при испарении должна исчезать теплота, равно как при конденсации она должна освобождаться, что газовые частицы могут отскакивать от стенки только с меньшею скоростью и, следовательно, температура пара должна понижаться, — когда одна из стенок сосуда отступает и пар совершает при этом работу, и т. д. Но по отношению к связи между расширением и механической работой следует проводить различие между парами и идеальными газами. У первых, даже при отсутствии всякой внешней работы, для каждого расширения (в безвоздушном пространстве) следует преодолевать притяжение, действующее между молекулами, и, следовательно, совершать внутреннюю работу, тогда как идеальные газы могут изменять свой объем только вследствие силы инерции их молекул, не производя при этом никакой внутренней работы. Так как различные газы при одинаковой температуре и при одинаковом давлении, даже вступая в соединение, не изменяют взаимно своего состояния движения, то следует допустить, что отдельные молекулы всех газов по отношению к поступательному движению обладают одинаковою живою силою. Но отсюда, по Клаузиусу, можно вывести еще другое заключение, ставшее одинаково важным как для физики, так и для химии, что и в химически простых телах, как и в сложных, всегда несколько атомов соединено в одну молекулу. Возникшая таким образом кинетическая теория газов явилась совершенно революционным актом, достаточные основания которого зиждились, конечно, в механической теории теплоты. Она вырвала, по крайней мере, одну часть вещества из-под действия старых элементарных сил и свела все изменения и процессы в газах к изменчивым, но вечным самим по себе движениям. Несмотря на это, новая теория вызвала относительно мало принципиальных возражений, а напротив, встретила почти повсюду благосклонный прием и усердную дальнейшую разработку. Причина этого поразительного явления заключалась, конечно, в том, что новая теория возникла под защитою другой, уже признанной теории, которая все более укреплялась, а главным образом в том, что основоположники ее совершенно не касались принципиальной области, что они оставляли совершенно незатронутыми привычные примитивные силы и освободили от их действия одни лишь газовые молекулы; что они не обобщили дальше своей теории, не распространили ее на всю область физики, а пока ограничились одной только областью термотики, которая находилась в стадии преобразования. И, наконец, — а с физической точки зрения это было наиболее убедительным доводом, — в пользу новой теории газов говорили быстрые успехи, которых она достигла при разрешении своих ближайших задач, а именно, при определении скорости молекул, их средней длины пробега и т. д., равно как и согласие ее выводов с данными экспериментальных измерений.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «МЕХАНИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГАЗОВ КЛАУЗИУСА» з дисципліни «Історія фізики»
