После определения скорости и длины свободного пути газовых частиц кинетической теории газов оставалось еще определить величину молекул и их число в каком-нибудь заданном объеме. Первую попытку определения величины молекулы сделал Лошмидт в 1865 г. Если величину (D2/4)L (где D и L по-прежнему обозначают диаметр и длину свободного пути молекулы) назвать молекулярным объемом пути, а частное от деления объема, занимаемого газом, на число заключающихся в нем молекул — молекулярным объемом газа, то легко показать, что первый объем может составлять только 3/16 второго. А именно, согласно формуле Клаузиуса L=3/4•3/D2, следовательно, весь объем пути всех N молекул газа, содержащихся в единице объема, выразится через
отношение же всего объема пути ко всему объему газа в единице объема будет равно 3/16N3:1 или, так как аналогично предыдущему N3=1, рассматриваемое отношение будет равно 3/16:1. Действительный объем D3/6 одной газовой молекулы, конечно, меньше ее молекулярного объема. Допустив, что v есть то число, на которое надо умножить последний объем, чтобы определить первый, мы получим возможность выразить молекулярный объем газа двояким способом, а из полученного таким образом уравнения
следует, что D=8vL. Число v Лошмидт назвал множителем сгущения рассматриваемого газа. Если допустить, что в жидком состоянии молекулы непосредственно соприкасаются друг с другом, то множитель сгущения может быть определен из отношения плотностей вещества в газообразном и жидком состояниях, и тогда отсюда может быть вычислено D. Конечно, при этом возможно, что и в жидком состоянии молекулы все еще находятся друг от друга на некотором расстоянии и что поэтому полученные для диаметров величины дают только предельное значение, а именно, их верхний предел. Лошмидт располагал в то время только данными о средней длине пути частиц атмосферного воздуха, но для последнего, так как воздух не мог быть сгущен, нельзя было вычислить коэффициента сгущения. Однако Лошмидту удалось косвенным путем определить его величину в 1/1555, и тогда для диаметра молекулы воздуха он получил величину 0,00000118 мм. Позднее, когда уже были определены средние величины свободного пути молекул для большого числа веществ, можно было вычислить и размеры их молекул; О. Е. Мейер в своей «Кинетической теории газов» дал следующие вычисленные по методу Лошмидта числа.
Приведенные здесь значения диаметров частиц следует, как уже было указано, рассматривать как верхние пределы этих величин. Действительную величину этих диаметров впервые попытался определить ван-дер-Ваальс 3, исходивший при этом из положения, что отклонения газов от закона Мариотта зависят, главным образом, от величины их молекул, и постаравшийся, обратно, вычислить эти величины из указанных отклонений. Другой путь для осуществления той же цели избрал Дорн 4, который постарался вывести размеры молекул из диэлектрических постоянных рассматриваемых веществ. Данные им числа, приведенные ниже, хорошо согласуются с числами, полученными ван-дер-Вальсом, и — как следовало ожидать — значительно меньше чисел, вычисленных Мейером.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ВЫЧИСЛЕНИЕ ЧИСЛА И РАЗМЕРОВ МОЛЕКУЛ ЛОШМИДТОМ» з дисципліни «Історія фізики»
