Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Rys.1.4.Lód
6
1Atomywruchu
Umieśćmyterazwnaczyniudwukrotniewięcejcząsteczek,takby
podwoićgęstośćgazu,aleniechtenowecząsteczkimajątakiesame
szybkościjakstare,coodpowiadatakiejsamejtemperaturze.Wtedy
zdużądokładnościąpodwoisięrównieżliczbazderzeńztłokiem,
aponieważwszystkieuderzeniasąrównienenergiczne”,jakpoprzed-
nie,ciśnieniewzrośnieproporcjonalniedogęstości.Jeśliuwzględnimy
rzeczywistesiłydziałającemiędzyatomami,możemyoczekiwaćnie-
wielkiegozmniejszeniasięciśnienia,spowodowanegozwiększonym
przyciąganiemmiędzyatomamiorazlekkiegowzrostuciśnienia,wy-
wołanegoprzezichskończonerozmiary.Jednakwznakomitymprzy-
bliżeniu,jeślitylkociśnieniejesttakmałe,żeatomówjestniewiele,
ciśnieniejestproporcjonalnedogęstości.
Widzimytujeszczecośinnego.Cosięstaniezciśnieniem,jeśli
zwiększymytemperaturę,niezmieniającgęstościgazu,czylijeśli
zwiększymyszybkośćatomów?Otóżatomybędąuderzałymocniej,
ponieważbędąsięszybciejporuszać,acowięcej–będąuderzały
częściej,azatemciśnieniewzrośnie.Widziciewięc,jakprostajest
teoriaatomistyczna.
Rozważmyterazinnąsytuację.Wyobraźmysobie,żeprzesuwamy
tłokwdół,takżepowoliupychamyatomygazuwmniejszymobszarze.
Cosięstanie,jeśliatomzderzysięzposuwającymsięwdółtłokiem?
Oczywiście,uzyskapoodbiciudodatkowąszybkość.Możeciesięotym
przekonać,odbijającpiłeczkiping-pongoweprzesuwającąsiędoprzodu
rakietką.Zobaczyciewówczas,żepoodbiciupiłeczkamawiększą
szybkość.(Przypadekszczególny:jeślitłoktrafinaspoczywający
atom,spowodujeon,żeatomtenzaczniesięporuszać.)Awięcatomy
pozderzeniuztłokiembędąngorętsze”niżprzedzderzeniem.Zatem
wszystkieatomywnaczyniuzwiększąszybkość.Oznaczato,żegdygaz
sprężamypowoli,temperaturajegosiępodnosi.Zatemprzypowolnym
sprężaniutemperaturagazuwzrasta,przypowolnymzaśrozprężaniu–
maleje.
Wróćmyznówdonaszejkropliwodyispójrzmynaniązinnego
punktuwidzenia.Cosięstanie,jeślizaczniemyobniżaćjejtempera-
turę?Stwierdzimy,żekręceniesięidrganiecząsteczekwodyzanika
wsposóbciągły.Wiemy,żemiędzyatomamidziałaprzyciąganie,
zatempopewnymczasiebędzieimcoraztrudniejsięporuszać.Sytu-
ację,którapowstajewniskichtemperaturach,przedstawiarys.1.4.
Cząsteczkizastygływpewnymnowymsymetrycznymukładzie,po-
wstałlód.Przedstawionynarysunkuschematjestznowubłędny,
ponieważjestdwuwymiarowy,alejakościowojestpoprawny.Inte-
resującącechąnowegoukładujestto,żekażdyatommaokreślone
położenie.Możnawięczłatwościąwyobrazićsobie,żejeśliwszyst-
kieatomynaszejkroplipoczynającodktóregośjejkrańcazastygły
wtymustalonymwzorze,tozewzględunasztywnąstrukturętego
wzorumożemyokreślićpołożenieatomówpoprzeciwnejstroniekropli,
oddalonejwnaszympowiększeniuocałekilometry.Różnicamiędzy
