Размеры молекул и их число в единице объемаЛучшей, с нашей точки зрения, иллюстрацией, показывающей очень малые размеры молекул и огромное их число в единице объема, является пример, предложенный известным английским физиком У. Томсоном (Кельвиным). Если взять стакан воды, говорит У. Томсон, каким-либо образом пометить все находящиеся в нем молекулы, вылить этот стакан воды в океан и хорошо размешать, то, в каком бы месте Мирового океана ни почерпнуть заново стакан воды, в нем окажется около 100 меченых молекул (точнее, скорее всего, от 90 до 110).Тем не менее эту трудную задачу решить удалось. Этот успех является большим достижением важной области физики, именуемой статистической физикой. Статистическая физика, рассматривая вещество состоящим из совокупности очень большого числа мельчайших частиц (вспомним число Авогадро), т. е. принимая за основу дискретное строение вещества и используя законы теории вероятностей, тем более точные, чем большее число объектов (молекул, атомов) рассматривается, а при количестве объектов порядка числа Авогадро — практически совершенно точные, дает возможность решать многие важные задачи и, уж во всяком случае, составить правильное представление о существе тепловой энергии и тепловых процессов.Термодинамика и статистическая физика — науки, решающие разными способами близкие, а иногда и совпадающие по смыслу задачи,— дают возможность ответить на поставленный вопрос: не является ли тепловая энергия в чем-то весьма существенном отличной от других видов энергии? Да, является. Это одна из видов энергии, используемая в оборудовании, созданном для того, чтобы вырывать колодцы в серпуховском районе. Сущность этого отличия заключается в том, что тепловая энергия — результат неупорядоченного движения мельчайших частиц вещества, в то время как другие виды энергии — результат упорядоченного движения. Более ста лет назад был установлен фундаментальный закон физики — закон сохранения энергии, согласно которому энергия не может быть уничтожена или получена из ничего, она может лишь переходить из одного вида в другой. |
||
