Эндрюс назвал критической точкой газа ту температуру, при которой жидкость уже не может больше существовать совместно с собственным паром. Другие физики попытались найти физические обоснования для этого явления. Ганней высказал мысль, что единственно надежным отличительным признаком жидкости от газа является перевес силы сцепления над живою силою молекул или наличие у жидкости поверхностного натяжения. Следовательно, критическая точка жидкости — это та температура, при которой исчезает сцепление, или поверхностное натяжение, или капиллярность. Тот факт, что критическая точка зависит не от давления, а только от температуры, показывает, что газообразное состояние материи зависит от средней скорости молекул, а не от длины свободного их пути, и что определенная живая сила молекул способна независимо от давления помешать всякому устойчивому, твердому группообразованию. В соответствии с этим Ганней различает четыре различных агрегатных состояния: 1) газообразное, простирающееся от наивысшей температуры до некоторой изотермы, проходящей через критическую точку, при котором значительная живая сила молекул препятствует действию сцепления; 2) парообразное и 3) жидкое; оба они простираются от упомянутой выше изотермы до некоторой определенной температуры, или же до абсолютного нуля; между собою они различаются отношением длины молекулярного пути к сцеплению, и, наконец, 4) твердое состояние". Ван-дер-Ваальс, успешно занявшийся в ряде статей математической теорией газов, дал объяснение критической температуры, мало отличающееся от предыдущего. Предполагая существование в молекулах, при определенной их величине, одних только притягательных сил и объясняя отталкивание движением молекул, он пришел к уравнениям состояния для упругих и капельножидких веществ, из которых вытекало существование еще промежуточного состояния с неустойчивым равновесием. Критической температурой является та температура, выше которой подобное состояние неустойчивого равновесия становится уже более невозможным. С совершенно иной точки зрения, значительно ослаблявшей исключительное значение критической точки, объяснил открытие Эндрюса Жамен. Если нагревать жидкость в совершенно замкнутом пространстве, то количество лежащего над жидкостью пара быстро увеличивается и его плотность возрастает в таком же отношении, как и его вес. С другой стороны, часть вещества, оставшаяся в жидком состоянии, испытывает все возрастающее расширение, которое, наконец, превосходит расширение газа (Тилорье); следовательно, в конце концов, существует некоторая предельная температура, при которой жидкость и газ имеют одинаковый вес при одном и том же объеме. С этого момента они уже не остаются больше раздельными, и вся масса приходит в некоторое однородное состояние, которое считают газообразным. В этот момент вещество, по Жамену, достигает критической точки, которую, стало быть, можно определить как температуру, при которой жидкость и ее насыщенный пар имеют одинаковую плотность. В подтверждение своей теории Жамен приводит опыт Калльете, произведенный им в 1880 г. А именно, когда последний подверг в своем приборе сжатию смесь 1 части воздуха и 5 частей углекислоты, он заметил, что при некотором среднем давлении углекислота перешла в жидкое состояние. Когда же он, не изменяя температуры, увеличил давление до 150 или 200 ат, то увидел, что образовавшаяся жидкость вновь вся исчезла. Если правильно предположение Жамена, что исчезновение жидкой углекислоты происходит исключительно вследствие выравнивания плотностей, то это исчезновение должно замедляться, если воздух в смеси заменить каким-либо менее плотным газом, например водородом. И действительно, когда Калльете по предложению Жамена однажды смешал 5 объемов углекислоты с одним объемом воздуха, а другой раз с одним объемом водорода, то для последней смеси всегда требовалось значительно большее давление, чтобы воспроизвести упомянутое выше явление. Впрочем, Рамсей, в письме в Парижскую академию наук, заявил притязание на свой приоритет по отношению к этой теории критической точки и справедливо сослался на опубликованную им еще за три года до того работу, где было сказано: «Критическая точка это та, при которой жидкость вследствие своего расширения, а газ вследствие своего сжатия достигают равного удельного веса и вследствие этого смешиваются. Так как при охлаждении жидкость сильнее сжимается, чем газ, то она во всей трубке выделяется из равномерной смеси в виде облака и затем, будучи более тяжелой, падает на дно». По этому поводу нельзя, однако, не отметить, что идея Рамсея-Жамена, несмотря на всю ее кажущуюся простоту, все-таки заключает в себе значительные трудности, так как она требует, чтобы одно и то же вещество, при одном и том же (внешнем) давлении и одной и той же температуре, мы представляли себе как жидким, так и газообразным, а также одновременно в обоих этих состояниях.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ТЕОРИИ АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ ВЕЩЕСТВА» з дисципліни «Історія фізики»
