Шесть лет спустя, в 1869 г., Эндрюс представил более точные наблюдения и дальнейшие объяснения этого своеобразного свойства газа. Взятые для исследования газы он помещал в очень крепкие запаянные сверху стеклянные капиллярные трубки и определенный объем газа запирал каплей ртути. Эти трубки затем помещались открытым концом в наполненный доверху водой и герметически закрытый сосуд, в котором можно было повышать давление до 400 ат путем ввинчивания длинного точно пригнанного стального винта. Капиллярные трубки с подлежащим сгущению газом поддерживались при постоянной температуре при помощи струи воды, а объемы газов, соответствовавшие этим температурам и постепенно возраставшему давлению, точно измерялись. Температуры отдельных рядов опытов лежали в пределах от 13,1 и 48°,1 С; полученные при этом результаты он для лучшего обозрения сопоставил в таблицах и иллюстрировал кривыми, абсциссы которых были пропорциональны давлениям, а ординаты — соответствующим объемам. Рассмотрение этих таблиц или кривых показывает, что при низком давлении даже поддающийся сгущению газ, как углекислота, следует, подобно идеальному газу, закону Мариотта; но что, начиная с известного давления, газ может очень значительно уменьшаться в объеме без соответствующего заметного увеличения давления. Наступление такого явления указывает, что в этом состоянии газообразная углекислота уже сгущается и существует частью как газ, частью как жидкость. С окончанием сгущения давление начинает необычайно сильно возрастать даже при небольшом изменении объема. Если, далее, сравнить между собою несколько кривых одного и того же газа для различных температур, можно легко убедиться, что то состояние, при котором жидкость и газ существуют совместно, т. е. при котором кривая почти параллельна оси ординат, — с повышением температуры наступает при более высоком давлении и прекращается при большем объеме, чем прежде, т. е. что это состояние теперь продолжается меньше времени, чем прежде. Начиная с некоторой определенной температуры, особой для каждого газа, например для углекислоты начиная с 31°,1, такое состояние совершенно исчезает. Повышение давления продолжается тогда непрерывно с уменьшением объема, газ от начала до конца следует приблизительно закону Мариотта и в капиллярной трубке незаметно и следов жидкости. «Каково же состояние углекислоты, — спрашивает Эндрюс, — когда она при температурах выше 31°,1 переходит из газообразного состояния в объем жидкости, не проявляя во время этого процесса никакого признака наступившего сжижения? Остается ли она в газообразном состоянии или же она становится жидкой?.. Согласно правильному, по моему мнению, толкованию описанных опытов ответ на этот вопрос дается внутренними соотношениями, существующими между газообразным и жидким агрегатными состояниями. Обычное жидкое и обычное газообразное состояния являются, выражаясь кратко, только далеко отстоящими друг от друга видами одного и того же агрегатного состояния; они могут быть переведены одно в другое путем ряда столь постепенных переходов, что при этом нигде не наблюдается разрыва или нарушения непрерывности... При известных условиях температуры и давления углекислота находится в состоянии некоторого неустойчивого равновесия и внезапно, с развитием тепла, но без дополнительного изменения давления или температуры, переходит в объем, который при непрерывном процессе она может занять только в результате длинного окольного пути. При наступающем здесь внезапном изменении выявляется заметное различие в оптических и прочих физических свойствах углекислоты, сжатой до меньшего объема, и той, которая его (т. е. объема) еще не изменила; поэтому совсем нетрудно отличить жидкость от газа. Однако в других случаях такое различение невозможно... При 35°,5 и 108 ат давления углекислота занимает среднее положение между газом и жидкостью, и у нас нет никаких веских оснований для того, чтобы приписать ей одно агрегатное состояние предпочтительно перед другим... Описанные в настоящем сообщении свойства углекислоты принадлежат не только ей одной, они присущи всем вообще телам, которые могут быть получены в виде газа и жидкости. Окись азота, аммиак, серный эфир и сероуглерод, все они при известных давлениях и температурах дают критические точки и быстрые изменения объема со струистыми движениями, когда температура и давление изменяются вблизи этих точек...
Черт. 11. Различие между газом и паром было до сих пор основано на совершенно произвольных принципах... Это различие обусловливалось тем несущественным обстоятельством, что точка кипения жидкости под обычным атмосферным давлением лежит выше или ниже обычной температуры окружающего воздуха... Мы можем теперь оказать: пар есть газ при любой температуре ниже его критической точки. Согласно этому определению пар может быть превращен в жидкость одним лишь давлением и может, следовательно, существовать в присутствии собственной жидкости, тогда как газ не может быть сжижен одним давлением, т. е. не может быть изменен давлением таким образом, чтобы жидкость можно было наблюдать отделенной от газа видимой поверхностью. Согласно этому определению углекислота ниже 31° будет паром, а выше 31° — газом». Эндрюс заканчивает свою статью следующими словами: «Остается разрешить еще гораздо более трудную проблему о возможной непрерывности жидкого и твердого агрегатных состояний; прекрасное открытие, сделанное несколько лет тому назад Джэмсом Томсоном о влиянии давления на температуру, при которой происходит плавление (отвердевание), подтвержденное экспериментально Уильямом Томсоном, указывает, мне кажется, то направление, в котором должно быть предпринято это исследование».
Ви переглядаєте статтю (реферат): «НЕПРЕРЫВНОСТЬ АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ ВЕЩЕСТВА» з дисципліни «Історія фізики»
