Cтраница 2
Следует отметить, что распределение молекул по скоростям в пучке, вышедшем через отверстие в сосуде, несколько отличается от распределения, имеющегося в замкнутом сосуде. Так как более быстрые молекулы будут проходить через отверстие в относительно большем количестве, чем более медленные, пучок будет обогащен более быстрыми молекулами. [16]
Примерно в это же время Максвелл в поисках оружия против тепловой смерти изобрел своего демона - существо со столь развитыми чувствами, что оно может наблюдать отдельные молекулы и управлять ими. Разделив сосуд с газом на две части и собирая более быстрые молекулы в одной из них, демон смог бы, не производя работы, изменить температуру в отдельных частях сосуда. Таким образом разумная машина может предотвратить тепловую смерть. [17]
О самом механизме передачи теплоты теплопроводностью мы имеем более или менее ясное представление только для газов, благодаря разработанности кинетической теории их. Оказывается, что в газах передача теплоты от одного слоя к другому происходит главным образом вследствие проникания более быстрых молекул из теплого елся в среду более холодного слоя, молекулы которого в среднем движутся медленнее. [18]
Следует отметить, что распределение молекул по скоростям в пучке, вышедшем через отверстие в сосуде, несколько отличается от распределения, имеющегося в замкнутом сосуде. Так как более быстрые молекулы будут проходить через отверстие в относительно большем количестве, чем более медленные, пучок будет обогащен более быстрыми молекулами. [19]
Этот вариант с постоянным молекулярным пучком отличен от того опыта Штерна с двумя коаксиальными вращающимися цилиндрами, где в целом изучается распределение молекул по скоростям в объеме самого газа. Здесь з а тот краткий промежуток времени, пока щель находится против пучка молекул, испаряющихся из печи, во вращающийся цилиндр чаще успевают проникнуть лишь более быстрые молекулы. [20]
Перенос количества движения возникает при наличии движения ( сдвига) слоев друг относительно друга. В этом случае молекулы из слоя, который движется медленнее, попадая в слой, который движется быстрее, тормозят его. Наоборот, переход более быстрых молекул в слой, движущийся медленнее, ускоряет его. Таким образом, между слоями действует как бы касательная сила, стремящаяся выравнять их скорости. Явление обмена молекулами с переносом количества движения вызывает явление внутреннего трения в газах. [21]
С другой стороны, при повышении температуры жидкости вероятность переселения возрастает. Температура характеризует среднюю кинетическую энергию молекул, но благодаря максвеллов-скому закону распределения частиц по скоростям всегда найдется некоторое число частиц, кинетическая энергия которых больше средней. При повышении температуры процент таких более быстрых молекул возрастает, следовательно, возрастает и процент частиц, энергия которых окажется большей, чем энергия активации. Тем самым возрастает и вероятность переселения. [22]
С другой стороны, при повышении температуры жидкости вероятность переселения возрастает. Температура характеризует среднюю кинетическую энергию молекул, но благодаря максвелловскому закону распределения частиц по скоростям всегда найдется некоторое число частиц, кинетическая энергия которых больше средней. При повышении температуры процент таких более быстрых молекул возрастает, следовательно, возрастает и процент частиц, энергия которых окажется большей, чем энергия активации. Тем самым возрастает и вероятность переселения. [23]
С другой стороны, при повышении температуры жидкости вероятность переселения возрастает. Температура характеризует среднюю кинетическую энергию молекул, но благодаря максвеллов-скому закону распределения частиц по скоростям всегда найдется некоторое число частиц, кинетическая энергия которых больше средней. При повышении температуры процент таких более быстрых молекул возрастает, следовательно, возрастает и процент частиц, энергия которых окажется большей, чем энергия активации. Тем самым возрастает и вероятность переселения. [24]
Скорость молекул струи, равная 2 5 км / с - это только средняя скорость. Следовательно, в струе имеются и более медленные, и более быстрые молекулы. Есть и такие, скорость которых в пять раз превосходит среднюю. [25]
Механизм жидкостного ( вязкого) трения, согласно молекуляр-но-кинетической теории, заключается в следующем. Следовательно, в слоях жидкости, движущихся с большей скоростью, находятся более быстрые молекулы. При наличии градиента скорости соударение быстрых и медленных молекул вызывает перенос некоторого количества движения от первых ко вторым. Чтобы поддерживать градиент скорости, без которого невозможно движение жидкости, необходимо приложить внешнюю силу. В движущейся жидкости за счет этой силы создается касательное напряжение. [26]
И если теперь в месте В второго диска сделать прорезь, то все молекулы пучка при вращении системы дисков с той же угловой скоростью со станут попадать в счетчик. Тогда при той же скорости вращения дисков в счетчик попадут только те молекулы пучка, скорость которых равна и. Если же скорость вращения дисков увеличить, ю, согласно (1.58), в счетчик попадут более быстрые молекулы. [27]
Джеймс Максвелл в своем труде Теория теплоты, обсуждая второе начало термодинамики, рассмотрел воображаемую ситуацию, в которой второе начало не работает. Пусть существо, способное различать отдельные молекулы, - писал Максвелл, - открывает и закрывает попеременно отверстие в перегородке таким образом, чтобы только более быстрые молекулы могли переходить из А в Б и только более медленные молекулы могли переходить из Б в А. [28]
Оный демон появился на свет в 1871 году в качестве существа, способности которого настолько изощрены, что оно может следить за каждой молекулой на ее пути и в состоянии делать то, что в настоящее время для нас невозможно... Предположим, что имеется сосуд, разделенный на две частя А и Б перегородкой с небольшим отверстием, и что существо, которое может видеть отдельные молекулы, открывает и закрывает это отверстие так, чтобы дать возможность только более быстрым молекулам перейти из А в Б и только более медленным перейти из Б в А. [29]
Оный демон появился на свет в 1871 году в качестве существа, способности которого настолько изощрены, что оно может следить за каждой молекулой на ее пути и в состоянии делать то, что в настоящее время для нас невозможно... Предположим, что имеется сосуд, разделенный на две части А и Б перегородкой с небольшим отверстием, и что существо, которое может видеть отдельные молекулы, открывает и закрывает это отверстие так, чтобы дать возможность только более быстрым молекулам перейти из А в Б и только более медленным перейти из Б в А. [30]