283
что делает связи между молекулами наиболее устойчивыми, -«двужгутиковое» соединение (рис. 7.14, в). Все эти типы связей могут образовываться не только по боковым, но и по торцевым участкам потоков, причем в самой различной комбинации. Ограничение в числе молекул, образующих агрегат, связано с тем, что по мере увеличения количества объединяющихся в агрегат молекул форма эфирных потоков внешних молекул агрегата становится все более выпуклой, и энергия связи этих потоков с другими молекулами становится все меньше, и новые присоединения молекул становятся все более неустойчивыми. По мере повышения температуры такие связи становятся все менее устойчивыми, пока, наконец, не останутся лишь одиночные молекулы. Тогда образуется пар.
7.7. Теплота и агрегатные состояния вещества
Природа теплоты в газе, жидкости и твердом теле может быть легко установлена, если учесть, что помещенные в газовую среду жидкие и твердые тела приобретают ту же температуру, что и газ.
Как известно, температурой газа является кинетическая энергия одной молекулы газа, выраженная через среднюю скорость теплового движения [72, с. 32]:
mv1
Т= , (7.45)
ЗК
где m - масса одной молекулы; v - средняя скорость ее теплового движения, т.е. средняя скорость поступательного перемещения в пространстве; k = 1,38-10“23 Дж.К 1 - постоянная Больцмана, величина, фактически обратная коэффициенту пропорциональности между принятой температурной шкалой и кинетической энергией молекулы газа.
Взаимодействие газовых молекул между собой будет различным в зависимости от степени ионизации газа. Если газ нейтральный, то у каждой молекулы имеется первый присоединенный вихрь - электронная оболочка. Поскольку вихрь этот замкнут, то центробежные силы выгонят амеры на периферию вихря и по всей его поверхности образуется уплотненная стенка; внешняя сторона стенок и образует поверхность молекулы. При соударении молекулы будут соударяться
284
именно этими стенками, которые упруго сдеформируются, а затем распрямятся, отбросив молекулы друг от друга с той же скоростью, с которой они пришли в соприкосновение.
Если же столкнутся ионизированные молекулы, то у них присоединенного вихря уже не будет. Ионы должны будут преодолеть взаимное электрическое отталкивание. При температуре + 20° С такое отталкивание произойдет на расстоянии 3,6-10-8 м, при температуре 1000 °С - на расстоянии в 8,5-1СГ9 м.
Молекула газа, ударяясь о твердое тело, на самом деле ударяется о поверхность электронной оболочки - о стенку первого присоединенного вихря. Стенка первого присоединенного вихря имеет существенно более высокую плотность, нежели все остальное тело вихря, и является фактически цельным и упругим телом, нечто подобное оболочке упруго надутого воздушного шара. Нанесенный по поверхности удар деформирует всю оболочку и передает возмущение ядру, а также на противоположный край оболочки и далее через оболочки Ван-дер-Ваальса другим молекулам.
Поскольку упругость межмолекулярных связей значительно меньше, чем упругость электронной оболочки, то в первом приближении можно считать, что основной упругостью колебательной системы является упругость межмолекулярных связей, а основной колеблющейся массой -вся масса молекулы.
Как следует из современной теории теплоты, температура твердого тела определяется колебаниями молекулы этого тела относительно других молекул. При этом упругими связями, участвующими в этих колебаниях, считаются связи между молекулами. Эфиродинамические представления сущности теплоты в своей основе не расходятся с общепринятыми, но несколько уточняют сам этот процесс.
Диаметр первого присоединенного вихря более чем на 4 порядка больше диаметра ядра, следовательно, объем его не менее чем на 12-13 порядков больше, чем объем ядра атома. Масса же его в 3700 раз меньше. Следовательно, плотность оболочки в среднем не менее чем на 16 порядков меньше, чем плотность атомного ядра. К этому надо добавить, что основная масса и самой электронной оболочки сосредоточена вблизи ядра, а не на ее поверхности. Поэтому плотность поверхностных слоев не менее чем на 20 порядков меньше плотности атомного ядра. Удар газовой молекулы распределен на площади ее поперечного сечения, при диаметре порядка 1СГ10 м эта площадь составляет около 1СГ20 м2 , в то время как площадь атомного ядра составляет порядка 1СГ30 м2 или величину в Ю10 раз меньшую. Несмотря на то что плотность столь мала, она оказывается достаточной, чтобы