Болѣе яркимъ, можно сказать, рѣшительнымъ ударомъ, нанесеннымъ термодинамикѣ, явились работы надъ Броуновскими движеніями мельчайшихъ частицъ. Уже въ концѣ XIX столѣтія Гуи (Gouy) далъ общую теорію, по которой Броуновскія движенія являются результатомъ молекулярныхъ толчковъ о частицы, и показалъ, что эти движенія выводятся изъ принципа равенства распределения энергіи. Это утвержденіе казалось невѣроятнымъ; цѣлый рядъ физиковъ говорили, что при такомъ объясненіи Броуновскихъ движеній получались бы гораздо болѣе слабыя движенія частицъ, чѣмъ тѣ, которыя наблюдаются. Смолуховскій явился первымъ, который въ рядѣ работъ, начиная съ 1905 года, вычислилъ скорость движенія микроскопическихъ частицъ и ихъ среднее перемѣщеніе въ данный промежутокъ времени; онъ показалъ, что перемѣщенія частицы по одной оси во время равны:
гдѣ константа газовъ = 8,32.107 (С. G. S.), — абсолютная температура, — число молекулъ въ одной граммъ-молекулѣ тѣла (число Avogadro = 6,1.1023), — радіусъ частицы и — вязкость жидкости.
Смолуховскій показалъ также, что коэффиціентъ диффузіи равенъ:
Эти формулы были затѣмъ выведены другими способами Эйнштейномъ въ 1906 и Ланжевеномъ въ 1908 годахъ.
Классические опыты Перрена и его учениковъ, а затѣмъ и цѣлаго ряда другихъ изслѣдователей дали блестящія подтвержденія этихъ формулъ, выведенныхъ на основаніи кинетической теоріи и заложили твердую основу новому теченію молекулярной физики.
Такимъ образомъ, былъ поставленъ на очередь вопросъ о пересмотрѣ основныхъ принциповъ термодинамики и въ особенности второго принципа увеличения энтропіи. Дѣятельность Смолуховскаго была полностью сосредоточена на этихъ капитальныхъ вопросахъ. Онъ показалъ въ 1908 году, что явленія помутненія жидкостей и смѣсей жидкостей вблизи отъ критической температуры стоятъ въ количественной зависимости отъ сжимаемости этихъ жидкостей и вызываются тѣми мельчайшими измѣненіями концентрацій молекулъ, которыя постоянно образуются въ жидкости вслѣдствіе движенія молекулъ. Также и синій цвѣтъ неба объясняется количественно постояннымъ образованіемъ подобныхъ же центровъ сгущенія молекулъ, происходящихъ отъ того, что молекулы постоянно движутся, и случайнымъ образомъ то въ одномъ, то въ другомъ мѣстѣ получается скопленіе молекулъ или же разжиженіе ихъ. Теорія вероятности позволяетъ вычислить, сколько такихъ центровъ образуется въ данный моментъ въ опредѣленномъ объемѣ воздуха, и отсюда ясно, что можно вывести диффузію свѣта и вычислить интенсивность синяго цвѣта неба. Опыты, сделанные въ Швейцаріи на горахъ двумя учениками Langevin и Perrin—Bauer и Moulin, вполнѣ подтвердили эти теоретическія вычисленія Смолуховскаго; весьма тонкій и проницательный экспериментаторъ, молодой физикъ Moulin, только что назначенный, профессоромъ въ Безансонѣ, былъ убитъ въ первыя недѣли войны.
Образованіе подобныхъ центровъ сгущенія и разжиженія молекулъ
Более ярким, можно сказать, решительным ударом, нанесенным термодинамике, явились работы над броуновскими движениями мельчайших частиц. Уже в конце XIX столетия Гуи (Gouy) дал общую теорию, по которой броуновские движения являются результатом молекулярных толчков о частицы, и показал, что эти движения выводятся из принципа равенства распределения энергии. Это утверждение казалось невероятным; целый ряд физиков говорили, что при таком объяснении броуновских движений получались бы гораздо более слабые движения частиц, чем те, которые наблюдаются. Смолуховский явился первым, который в ряде работ, начиная с 1905 года, вычислил скорость движения микроскопических частиц и их среднее перемещение в данный промежуток времени; он показал, что перемещения частицы по одной оси во время равны:
где константа газов = 8,32.107 (С. G. S.), — абсолютная температура, — число молекул в одной грамм-молекуле тела (число Avogadro = 6,1.1023), — радиус частицы и — вязкость жидкости.
Смолуховский показал также, что коэффициент диффузии равен:
Эти формулы были затем выведены другими способами Эйнштейном в 1906 и Ланжевеном в 1908 годах.
Классические опыты Перрена и его учеников, а затем и целого ряда других исследователей дали блестящие подтверждения этих формул, выведенных на основании кинетической теории и заложили твердую основу новому течению молекулярной физики.
Таким образом, был поставлен на очередь вопрос о пересмотре основных принципов термодинамики и в особенности второго принципа увеличения энтропии. Деятельность Смолуховского была полностью сосредоточена на этих капитальных вопросах. Он показал в 1908 году, что явления помутнения жидкостей и смесей жидкостей вблизи от критической температуры стоят в количественной зависимости от сжимаемости этих жидкостей и вызываются теми мельчайшими изменениями концентраций молекул, которые постоянно образуются в жидкости вследствие движения молекул. Также и синий цвет неба объясняется количественно постоянным образованием подобных же центров сгущения молекул, происходящих от того, что молекулы постоянно движутся, и случайным образом то в одном, то в другом месте получается скопление молекул или же разжижение их. Теория вероятности позволяет вычислить, сколько таких центров образуется в данный момент в определенном объеме воздуха, и отсюда ясно, что можно вывести диффузию света и вычислить интенсивность синего цвета неба. Опыты, сделанные в Швейцарии на горах двумя учениками Langevin и Perrin—Bauer и Moulin, вполне подтвердили эти теоретические вычисления Смолуховского; весьма тонкий и проницательный экспериментатор, молодой физик Moulin, только что назначенный, профессором в Безансоне, был убит в первые недели войны.
Образование подобных центров сгущения и разжижения молекул
