Горизонты техники для детей, 1964 №8 (27) | страница 10

Давайте, однако, вернемся к газам, а точнее к воздуху, который является смесью газов. В своем хаотичном движении молекулы газа часто сталкиваются, изменяют направление движения и скорость. Скорость одной молекулы измерить нельзя, поэтому всегда говорится лишь о средней скорости. Довольно важным свойством является зависимость скорости от температуры газа, а точнее: чем больше средняя скорость молекул, тем выше температура газа. Между средней скоростью и температурой газа существует строгая зависимость.

Как мы уже говорили, средние скорости движения молекул можно измерить, как, например, можно измерить средний вес одной рыбы в аквариуме, где имеется несколько десятков рыб.

Измеренные скорости движения молекул оказались удивительно большими. Скорость молекулы воздуха равна 500 метрам в секунду (спортсмен-спринтер делает не более 10 метров в секунду).

Беспорядочное движение молекул газа является источником тепла. Обладая большой скоростью, маленькие (с малой массой) молекулы несут такую энергию, что человек ощущает её как теплоту воздуха. Теплота газа и энергия движения молекул — это два выражения одного и того же ощущения теплоты воздуха.

Молекула сама по себе не обладает какой-либо температурой, а несет в себе лишь кинетическую энергию, которая измеряется термометром как теплота (очень неточным термометром является поверхность нашего тела вместе с нервной системой).

Давление воздуха возникает в результате движения молекул. Каждая молекула, ударяясь об имеющуюся на её пути преграду, передает свой толчок. Сумма толчков молекул и есть давление. На уровне моря давление воздуха равно 1 атмосфере, то есть 1 кг на квадратный сантиметр поверхности преграды.

Зная, что такое давление и температура воздуха, выясним теперь, почему же нагревается наш насос.

При вдвигании поршня в цилиндр насоса количество молекул, находящихся в воздухе и движущихся с некоторой средней скоростью, вынуждено занять гораздо меньший

объем. Молекулам становится тесно. Они начинают чаще наталкиваться одна на другую, энергичнее и чаще стучаться о стенки насоса. Чем больше сжимается газ, тем сильнее его молекулы добиваются своих прав на свободное и беспрепятственное движение. Это ощущается термометром или просто рукой человека как повышение температуры газа. Горячий газ вполне можно назвать агрессивным.

Рассуждая аналогично, нетрудно прийти к заключению, что при разряжении воздуха температура его понижается. Это можно проверить, приставляя палец к ниппелю камеры при выпускании воздуха. Ниппель будет холодный.