Молекулярное строение - материя
Cтраница 1
Молекулярное строение материи неизбежно приводит к разбросу свойств элементов, изготовленных даже, казалось бы, при одних и тех же условиях, из одной и той же партии исходного сырья. Этот разброс достигает порой очень больших размеров. Это обстоятельство приводит к тому, что теория вероятностей и математическая статистика становятся основным расчетным аппаратом теории надежности. Эти же математические средства используются при формулировке основных понятий и критериев оценки качества продукции. [1]
Можно поэтому в аэродинамических исследованиях отказаться от действительного, молекулярного строения материи и предположить, что жидкость или газ заполняют пространство сплошь, без образования каких бы то ни было пустот. [2]
Кинетическая теория материи исходит из представлений о молекулярном строении материи, исследует их с точки зрения законов механики, статистики, теории вероятности. Наиболее разработанной является кинетическая теория газов; экспериментальные исследования последних лет позволили измерить размеры атомов, изучить их траектории. [3]
Это происходит потому, что становится понятным механизм, связывающий этот процесс с молекулярным строением материи. [4]
Нами неоднократно обращалось внимание читателя на то, что установление природы сил, действующих между молекулами, в частности адсорбционных сил, является одной из основных проблем физики и химии, имеющей ту же принципиальную значимость, что и учение о молекулярном строении материи, кинетическая теория газов, учение о структуре твердых ( кристаллических) и жидких тел. Поэтому неудивительно, что между историей развития учения о сочленении материи под действием молекулярных сил и историей учения об адсорбции можно провести далеко идущую аналогию. [5]
Это первый закон целых чисел, открытый в естествознании. Его открытие является первым прямым доказательством прерывного, молекулярного строения материи. В самом деле, если бы материя ( кристаллы) не была построена из отдельных тождественных друг другу частиц, то было бы необъяснимо существование такого закона. Влияние этого открытия на все области знания, и в первую очередь на химию, весьма велико. Дальтон, открывший позже ( в 1S08 г.) закон целых чисел в химии, бывал в предшествовавшие годы в Париже, где слушал лекции Гаюи, поэтому влияние открытия закона целых чисел в кристаллографии на открытие закона целых чисел в химии не подлежит сомнению. Оба эти закона вытекают и являются следствием одних и тех же причин - прерывного строения материи. [7]
Если бы мы попытались на основании этого соображения улучшить теорию твердости, то у нас возник бы вопрос, чем же свойства поверхностного слоя могут отличаться от свойств внутренних слоев тела. Во всяком случае нельзя допустить, чтобы это отклонение в свойствах учитывалось нами путем введения дополнительных членов в общие уравнения равновесия напряжений, так как факты, подлежащие объяснению, указывают на то, что поверхностный слой должен иметь не микроскопически малую толщигу, а такую, которая во всяком случае больше расстояния между молекулами тела, так что отклонения в свойствах, происходящие из-за молекулярного строения материи, объяснить наблюдаемые факты не могут. [8]
Однако множество биологических явлений протекает на уровне целостного организма или, по крайней мере, на уровне клетки, и эти явления по своему масштабу далеки от молекулярных размеров и прямо не связаны со свойствами молекул, из которых состоит вещество клетки. И в пределах физики существует множество крупномасштабных процессов, в которых молекулярное строение материи несущественно. Так, например, гидродинамика и аэродинамика по вполне; ясным причинам пренебрегают молекулярной природой жидкостей и газов и рассматривают их как сплошные среды. Гидродинамические движения по своему масштабу очень сильно отличаются от молекулярных движений, и только в очень разреженных газах различие стирается. В биологии явления крупномасштабные, механизм которых целиком относится к клеточной или надклеточной физиологии, бессмысленно сводить к молекулярным явлениям. [9]
Высказывания Граве по вопросам теории познания и другим философским проблемам имеются в его книге Энциклопедия математики [81], выпущенной в 1912 г. Говоря об открытии анализа бесконечно малых, автор отмечает, что уже Ньютон сознавал большое прикладное значение новых методов математики и поэтому назвал приемы их приложения к изучению природы математическими принципами натуральной философии. Однако на пути всестороннего их применения возникают серьезные трудности. Граве отмечает идею бесконечности, которая простирается в обе стороны - в сторону бесконечно больших - бесконечность пространства, в котором двигаются небесные тела, и в сторону бесконечно малых, в сторону тайн молекулярного строения материи 81, стр. [10]
Число ударов и скорости ударившихся молекул меняются в зависимости от случая, однако в силу закона больших чисел ( в форме Чебышева) давление должно быть почти постоянным. Это уравнивающее влияние закона больших чисел в физических явлениях обнаруживается с исключительной точностью. Достаточно вспомнить, что, скажем, в обычных условиях даже очень точные измерения с трудом позволяют отметить уклонения от закона Паскаля о давлении жидкости. Противникам молекулярного строения материи это чрезмерно хорошее совпадение результатов теории с опытом даже служило своеобразным аргументом: если бы материя имела молекулярное строение, то наблюдались бы и уклонения от закона Паскаля. Эти уклонения, так называемые флюктуации давления, действительно удалось наблюдать, когда научились изолировать сравнительно небольшие количества молекул, в результате чего влияние отдельных молекул еще не полностью нивелировалось и оставалось еще достаточно сильным. [11]
Статистический характер и неприменимость второго закона термодинамики к отдельным молекулам и системам из небольшого числа молекул ограничивает область его приложения системами макроскопическими. Самопроизвольные процессы в таких системах представляют собой переход системы из менее вероятного в более вероятное состояние, а необратимость физических процессов объясняется лишь относительно малой вероятностью их обращения, обусловленной молекулярным строением материи. С учетом изложенного естественно возникает вопрос, в какой мере приложима к биологическим процессам обычная трактовка второго закона термодинамики, вопрос о связи энтропии и вероятности состояния в смысле степени его упорядоченности и об определяющей роли энтропии в направлении химических процессов обмена. [12]
Однако мы можем рассчитать при определенных условиях, в которых находится газ, долю тех молекул, которые будут двигаться с заданной скоростью, или долю тех из них, которые будут находиться в заданном объеме. Но, собственно, именно это и нужно знать физику, так как основные характеристики газа - давление, температура, вязкость и пр. Число ударов и скорости ударившихся молекул меняются в зависимости от случая, однако в силу закона больших чисел ( в форме Чебышева) давление должно быть почти постоянным. Это уравнивающее влияние закона больших чисел в физических явлениях обнаруживается с исключительной точностью. Достаточно вспомнить, что, скажем, в обычных условиях даже очень точные измерения с трудом позволяют отметить уклонения от закона Паскаля о давлении жидкости. Противникам молекулярного строения материи это чрезмерно хорошее совпадение результатов теории с опытом даже служило своеобразным аргументом: если бы материя имела молекулярное строение, то наблюдались бы и уклонения от закона Паскаля. Эти уклонения, так называемые флюктуации давления, действительно удалось наблюдать, когда научились изолировать сравнительно небольшие количества молекул, в результате чего влияние отдельных молекул еще не полностью нивелировалось и оставалось еще достаточно сильным. [13]
Страницы: 1