2017-01-07
В кинетической теорий газов при выводе закона Бойля — Мариотта предполагают, что каждая молекула, ударяя в стенку сосуда, отражается по закону упругого удара с той же скоростью -и под Тем же углом к перпендикуляру к стенке, т. е. что угол падения равен углу отражения, Как можно об этом говорить, если любая стенка для молекулы является чрезвычайно шероховатой поверхностью, глубоко изрезанной вроде береговой линии норвежских фиордов? В. этих извилинах молекула находится некоторое время и выходит в результате случайного удара, направление которого никак ие связано с направлением, по которому молекула ударилась о стенку. А все-таки вывод кинетической теории правилен. Чем это объяснить?
Решение:
Молекул так много (при давлениях, при которых справедлив закон Бойля — Мариотта), что в любой момент для всякой молекулы, ударившейся о стенку, с некоторой скоростью и под некоторым углом падения, практически всегда найдется другая молекула, которая покинет стенку с той же скоростью, как первая, и под углом отражения, равным углу падения первой молекулы. Такая пара молекул всегда найдется, потому что для падения и отражения молекул нет преимущественных направлений, все направления равновероятны. А для вывода закона не обязательно, чтобы это произошло с одной и той же молекулой.
Важно, чтобы в среднем импульс, сообщаемый в единицу времени ударяющимися молекулами каждому квадратному сантиметру стенки, равнялся тому импульсу, какой в среднем уносится ежесекундно молекулами, отражаемыми от такой же площади стенки.