Эрик Роджерс - Физика для любознательных. Том 2. Наука о Земле и Вселенной. Молекулы и энергия

Жидкий бром более чем в 8 раза плотнее жидкого воздуха, а молекулы брома в 5 1/ 2раз массивнее молекул воздуха. Отсюда ясно, что диаметр молекул брома в 1,2 раза больше молекул воздуха. Эффективный поперечник при соударении молекулы брома и воздуха будет тогда в 1,1 раза больше, чем для чистого воздуха, а площадь поперечного сечения — в (1,1) 2, или 1,2 раза. Но здесь мы тоже игнорируем разницу в 20 %.

Зарисовка случайного блуждания из нескольких сот шагов приведена на фиг. 89 (стр.530). За выбранное нами время молекула брома претерпевает огромное число соударений (сотни миллиардов), а мы наблюдаем огромное множество таких молекул. Так что N (число соударений) невообразимо велико и усреднение происходит по огромному числу случайных блужданий.

Доверяя Авогадро, мы из плотности и давления получаем, что молекула брома в 5,5 раза тяжелее молекулы воздуха; таким образом, мы приходим к химической формуле Вr 2с «молекулярным весом» 160. А простая кинетическая теория утверждает, что средняя скорость молекул будет меньше √5,5 раз.

22,4 мг при атмосферном давлении и 0 °C расширяются до 24 м 3при комнатной температуре.

Киломоль в 1000 раз больше обычного химического моля, в котором имеют дело с граммами. Поэтому наше число Авогадро в 1000 раз больше числа молекул в моле.

Гл. 35 (« Химия и электролиз ») входит в т. 3 настоящего издания.

Гл. 43 (« Физика атомного ядра ») входит в т. 3 настоящего издания.

Ей присвоено наименование постоянной Больцмана. — Прим. перев .

Строго говоря, разность дает нам (10 000 Р — Р ), или (9999 Р ), но было бы слишком смело считать эту величину отличной от 10 000 Р .

В задаче 14 гл. 25 (стр. 363) следовало предсказать влияние воображаемого увеличения размеров молекул. Это привело бы к укорочению длины свободного пробега и увеличению давления.

a / V 2— небольшая поправка, пропорциональная частоте соударений . Ми считаем, что непосредственно перед самым ударом о стенку взаимное притяжение может удержать медленные молекулы от удара. Оно заставляет их сталкиваться между собой или… как бы «поболтать по телефону». Число телефонных разговоров в городе пропорционально ( плотности населения ) 2. Точно также вероятность, а следовательно, и частота молекулярных соударений пропорциональна ( плотности ) 2, или (1/ V 2) Поэтому уменьшение измеряемого давления (вследствие взаимодействия) ~ 1/ V 2. Таким образом, добавив к измеренному давлению Р величину a / V 2, мы получим эту формулу.

При атмосферном давлении СО 2не может существовать в виде жидкости. Если мы попытаемся охлаждением превратить его в жидкость, он станет твердым. Если из огнетушителя (давление около 60 атм) выпустить СО 2в воздух, жидкость, забирая скрытое тепло, будет испаряться, превращая остальное содержимое в облако хлопьев «сухого льда».

Эта «тройная» точка выбрана теперь в качестве «фиксированной» точки на шкале температур. Международное соглашение отвергло в качестве фиксированных точек температуру таяния льда и кипения воды и приняло эту точку и абсолютный нуль. Однако шкала обычных термометров осталась прежней.

Наиболее простая схема сжижения для водорода и гелия — самых трудных с этой точки зрения газов — состоит в том, чтобы заставить газ толкать механический поршень, тем самым охлаждаясь.

Словом «плазма» теперь обычно называют «ободранные» атомные ядра и электроны, т. е. вещество в «разодранном» виде, существующее в горячих звездах и термоядерных экспериментах.

Гл. 32 (« Электрические цепи ») входит в т. 3 настоящего издания.

Гл. 33 (« Электростатика ») входит в т. 3 настоящего издания.

Гл. 1 (« Земное тяготение ») входит в т. 1 настоящего издания.

Это простенький пример, выбранный из области хорошо знакомой вам физики; к сожалению, он настолько прост, что ответ уже был известен вам до того, как машина выдала его. Но есть много случаев, когда машина может выдать совершенно неожиданные утверждения и заставляет нас проверять их на опыте. Например, математическое исследование по волновой теории света говорит, что, когда диск отбрасывает в пучке света тень, в середине тени будет маленькое яркое пятнышко света (как если бы в каждой монете была дырочка).