Движение - отдельный атом
Cтраница 2
Такое движение и приводит к диффузионному переносу вещества, к диффузии. Понятие диффузия применяется не к движению отдельных атомов, а к макроскопическому потоку, возникающему в результате движения отдельных атомов. [16]
 |
Число, свойства симметрии и правила отбора основных колебаний. [17] |
В § 37 38 была выяснена природа колебательных спектров молекул. Было установлено, что поглощение, испускание и комбинационное рассеяние света обусловлены колебаниями с одинаковыми частотами ( нормальные частоты) всех атомов молекулы; движение отдельных атомов отличается лишь направлением и амплитудой. [18]
При статистическом подходе к проблеме тепловых движений оказалось, что они могут быть и поступательными и вращательными п колебательными и относиться не только к движению отдельных атомов п молекул, по и более мелких структурных единиц. Когда появилась возможность экспериментального изучения мельчайших частиц материи, классическая механика должна была уступить место квантовой физике, и от наглядных моделей пришлось отказаться. [19]
Простейшим видом движения в твердых телах несомненно является колебание атомов и молекул твердого тела вокруг положений равновесия. Из-за взаимодействия частиц друг с другом движение одного атома зацепляет соседние атомы. Поэтому движение отдельного атома не есть элементарная форма движения атомов в твердом теле. Анализ показывает, что такой элементарной формой движения могут служить волны смещений атомов. Поясним, что это значит. [20]
Именно оказывается, что основой здесь является характер теплового движения жидкости при крайне низких температурах. Мы привыкли обычно рассматривать тепловое движение как движение отдельных атомов и молекул данного тела. В этом случае этого делать не следует и следует рассматривать тепловое движение как некоторое движение жидкости в целом. Квантовая механика позволяет разобрать вопрос о том, как выглядит такое тепловое движение в самом общем виде, в самом общем случае. Я не буду здесь приводить те рассуждения-это завело бы меня слишком далеко-которые позволяют притти к этим результатам, и укажу только на те выводы по вопросу о характере теплового движения, к которым в данном случае приводит квантовая механика. [21]
Акустическая волна в твердом теле представляет собой некоторое возмущение, связанное с деформациями материала. Такие деформации имеют место тогда, когда при движении отдельных атомов расстояния между ними изменяются. При этом возникают внутренние упругие силы, которые стремятся вернуть материал в исходное состояние. Если деформация зависит от времени, то движение каждого отдельного атома определяется этими возвращающими силами, а также силами инерции. В результате движение атомов приобретает вид распространяющейся волны; атомы колеблются вблизи положения равновесия. В большинстве материалов возвращающие силы пропорциональны степени деформации, если она оказывается малой. Это справедливо в большинстве практических случаев. Материал в этом случае считается упругим, а волны часто называются упругими, хотя в дальнейшем используется термин акустические волны. В идеальном упругом материале акустические волны могут распространяться без затухания. [22]
Различные виды молекул обладают различными степенями свободы - вращательными, колебательными и поступательными - и, следовательно, различными средними степенями молекулярной неупорядоченности. При прочих равных условиях, чем более не упорядочено состояние системы, тем более оно выгодно. Именно таким случаем является образование я-гексана из твердого углерода и газооВ - разного водорода. Твердый углерод обладает упорядоченной жесткой структурой с малой степенью свободы движений отдельных атомов. Степень связанности этих углеродных атомов гораздо меньше в том случае, когда они входят в состав я-гексана, вследствие чего AS для данной реакции оказывается более положительным, что в соответствии с уравнением ( 3 - 1) приводит к увеличению К - Однако этот эффект, обусловленный AS, невелик по сравнению с разницей между степенью неупорядоченности водорода в газообразном водороде и в я-гексане. Молекулы водорода в газообразном состоянии имеют значительную свободу поступательного движения и высокую степень неупорядоченности, большая часть которой теряется, когда атомы водорода соединяются с цепью углеродных атомов. Это приводит к большому отрицательному значению AS, что соответствует уменьшению К. Короче говоря, соединение твердого углерода с газообразным водородом, приводящее к образованию углеводорода с длинной цепью, подобного к-гексану, плохо подчиняется корреляции между АЯ и К, главным образом вследствие большого изменения энтропии, связанного с необходимостью перехода водорода из газообразного состояния в состояние с более высокой организацией, в котором он связан с углеродом. Как и следовало ожидать, образование н-нонана из твердого углерода и газообразного водорода дает еще более плохую корреляцию. [23]
Различные виды молекул обладают различными степенями свободы - вращательными, колебательными и поступательными - и, следовательно, различными средними степенями молекулярной неупорядоченности. При прочих равных условиях, чем более неупорядочено состояние системы, тем более оно выгодно. Именно таким случаем является образование н-гексана из твердого углерода и газообразного водорода. Твердый углерод обладает упорядоченной жесткой структурой С малой степенью свободы движений отдельных атомов. [24]
Различные виды молекул обладают различными степенями свободы - вращательными, колебательными и поступательными - и, следовательно, различными средними степенями молекулярной неупорядоченности. При прочих равных условиях, чем более неупорядочено состояние системы, тем более оно выгодно. Именно таким случаем является образование н-гексана из твердого углерода и газообразного водорода. Твердый углерод обладает упорядоченной жесткой структурой С малой степенью свободы движений отдельных атомов. [25]
Все тела состоят из атомов и молекул - на этом стоит физическая наука. Казалось бы, надо просто рассматривать любое тело как набор материальных точек со связями, соответствующими межатомным силам, применять к каждой из них законы Ньютона, и - получится решение любой задачи механики. Абсурдность такого подхода очевидна: уже для нескольких частиц число подлежащих решению уравнений становится столь большим, что ни о какой возможности их решения нельзя говорить. Да и для описания движения огромного количества молекул вовсе не надо знать, как движется каждая из них и какие силы на нее действуют. Тела, содержащие огромное число плотно упакованных молекул, можно рассматривать как сплошные, не принимая в расчет движение отдельных атомов и молекул. Такая физическая модель для описания тел, содержащих громадные количества составляющих их частиц, называется моделью сплошной среды. Свойства сплошной среды описываются осредненными характеристиками ее. [26]
Однако, в механике сплошных тел задача ставится по-иному. Если интересующее нас движение таково, что большое число смежных атомов движется одинаково, то мы можем описывать движение этого элемента тела, забывая о том, что он состоит из отдельных атомов. Таким образом, мы приходим к представлению о сплошных телах. Мы разбиваем реальное тело на отдельные малые элементы, и силы, действующие между смежными элементами, рассматриваем как внешние силы, действующие со стороны одного элемента на другой. К этим элементам тела мы применяем обычные законы механики. Мы имеем право это делать только потому, что в каждый отдельный элемент входит очень много атомов. И мы не имеем никакого права утверждать, что эти же законы справедливы и для каждого отдельного атома. Законы движения отдельных атомов могут быть установлены только на основании опытов с отдельными атомами. Эти опыты показали, что к отдельным атомам, вообще говоря, неприменимы те законы механики, которыми мы все время пользуемся. Но если в выделенный элемент входит еще очень много атомов, то мы вправе применять к этому элементу обычные законы механики. [27]
Однако в механике упругих тел задача ставится по-иному. Если интересующее нас движение таково, что большое число смежных атомов движется одинаково, то мы можем описывать движение этого элемента тела, забывая о том, что он состоит из отдельных атомов. Таким образом мы приходим к представлению о сплошных телах. Мы разбиваем реальное тело на отдельные малые элементы, и силы, действующие со стороны смежных элементов на данный, рассматриваем как внешние силы, действующие на данный элемент. К этим элементам тела мы применяем обычные законы механики. Мы имеем право это делать только потому, что в каждый отдельный элемент входит очень много атомов. И мы не имеем никакого права утверждать, что эти же законы справедливы и для каждого отдельного атома. Законы движения отдельных атомов могут быть установлены только на основании опытов с отдельными атомами. Эти опыты показали, что к отдельным атомам, вообще говоря, неприменимы те законы механики, которыми мы все время пользуемся. Но если в выделенный элемент входит еще очень много атомов, то к этому элементу вполне применимы обычные законы механики. [28]
Страницы: 1 2