Механическое свойство - тело
Cтраница 3
Известно, что нет принципиального различия в реологических свойствах реальных жидкостей и твердых тел. Объясняется это тем, что те и другие представляют собой конденсированное состояние вещества, характеризуемое высокой плотностью упаковки атомов и молекул и малой сжимаемостью. Жидкости и твердые тела имеют практически одинаковую природу сил сцепления, которые зависят только от расстояния между частицами. Еще Максвеллом ( более 100 лет назад) было дано представление о механических свойствах тел как о непрерывном ряде переходов между идеальными жидкостью и твердым телом. Механические свойства были смоделированы Максвеллом с помощью последовательного соединения элементов Гука и Ньютона ( рис. VII. [31]
 |
Модель упруговязкого тела Максвелла ( а и зависимости его деформации ( б и напряжения при Y const ( в от времени. [32] |
Известно, что нет принципиальной разницы в реологических свойствах реальных жидкостей и твердых тел. Объясняется это тем, что те и другие представляют собой конденсированное состояние вещества, характеризуемое высокой плотностью упаковки атомов и молекул и малой сжимаемостью. Жидкости и твердые тела имеют практически одинаковую природу сил сцепления, которые зависят только от расстояния между частицами. Еще Максвеллом ( более 100 лет назад) было выдвинуто представление о механических свойствах тел как о непрерывном ряде переходов между идеальными жидкостью и твердым телом. Механические свойства были смоделированы с помощью последовательного соединения элементов Гука и Ньютона ( рис. VII. [33]
Следующими по интенсивности являются электромагнитные взаимодействия. Их интенсивность значительно ниже сильных, но на много порядков выше, чем остальных. В отдельных случаях электромагнитные взаимодействия оказываются конкурентоспособными по отношению к сильным даже в области действия последних. X, мы увидим, что именно кулоновскими силами объясняется процесс деления ядер. Но главной областью деятельности электромагнитных сил являются расстояния от 10 - 12 см и до сантиметров. Тут и структура атомов, молекул, кристаллов, а также химические реакции, термические, механические свойства тел, силы трения, радиоволны, словом, подавляющее большинство физических явлений, с которыми имеет дело человек. Часто электромагнитные взаимодействия играют роль и на расстояниях вплоть до космических. Достаточно упомянуть об излучении Солнца и звезд. [34]
Это странное на первый взгляд утверждение покоится на огромном и многообразном опытном материале. Пожалуй, наиболее наглядно квантовые свойства электронной оболочки атома сказываются в спектрах, испускаемых газами. Эти спектры состоят из тысяч отдельных линий. Все они были эмпирически связаны арифметическими закономерностями, смысла которых никто не мог понять. Теория Нора объяснила физический смысл спектров и другие физические явления, механизм которых был от нас скрыт. Не только оптика, но и магнитные явления, механические свойства тел, химические связи, периодическая система элементов, точный смысл которой до работ Бора далеко еще пе был ясен, - все это на протяжении нескольких лет получило объяснение. [35]
Еще более замечательный пример различия по внешности при одинаковости значения представляют источники движения. Силу человека легко уподобить силе животного - различие столь невелико, что его преодолевает даже самый не развитой ум. Сила водопада обнаруживает уже гораздо менее сходства, и нужно значительное напряжение для того, чтобы увидеть в водопаде механическую силу. Еще более отлична по своим чувственным проявлениям сила ветра. Мы не знаем, как человеческий ум объединил все эти не очевидные непосредственно источники движущей силы, но мы знаем в точности, как была открыта та из этих сил, которая имеет наиболее приложения. Мы приводим этот факт как один из в высшей степени наглядных примеров открытия сходств среди различий. На обыкновенный взгляд, пар представляется чем-то разреженным, воздухообразным; кажется, что именно от него никак нельзя ожидать движущей силы. Конечно, было хорошо известно, что он поднимает крышку кипящего чайника, но этот факт еще не ставил пар в число других источников движущей силы: сходство было закрыто слишком большим количеством различий. Уатт обладал особыми, специальными условиями для такого отождествления, - ранее он изучал механические свойства тел и имел привычку постоянно обращать внимание именно на них, а также обладал и отрицательным свойством - невосприимчивостью к чувственным качествам как таковым. [36]
Внутренние силы в конечном счете складываются из сил сцепления и отталкивания, действующих между молекулами, коллоидными и микроскопическими частицами, составляющими тела. Связь этих сил с обычными механическими силами в большинстве случаев имеет весьма сложный характер. Она выяснена достаточно полно только для наиболее простых и однородных тел. Так мо-лекулярно-кинетическая теория позволяет вычислить давление и внутреннее трение разреженных газов, исходя из величины массы молекул и температуры. Что же касается реальных твердых тел, то теория еще не в состоянии в полной мере связать моле-кулярно-кинетические свойства с механическими. Это объясняется сложностью строения реальных тел и влиянием ряда факторов, которые не учитываются теорией. В самые последние годы достигнуты некоторые успехи в области теории механических свойств таких тел, но они еще далеки от своего завершения. Пока мы вынуждены ограничиваться лишь частными закономерностями, связывающими отдельные механические свойства тел со свойствами их молекул и частиц. Некоторые из этих зависимостей рассмотрены ниже. [37]
Страницы: 1 2 3