ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Переход отдельных молекул через фазовую границу из "Кинетика образования новой фазы" Новая фаза всегда возникает из первичных образовании молекулярных размеров путем дальнейшего присоединения молекул из материнской фазы поэтому переход молекул из одной фазы в другую — вновь образованную — представляет собой основной элементарный процесс, знание которого является необходимой предпосылкой для правильной трактовки процесса. [c.32] Среднее приближенное значение а составляет 1/10. Таким образом, результат сходен с результатом Г. Герца. [c.33] Вскоре после этого вопрос с большей тщательностью был изучен М. Кпудсепом [30]. Исследуемым веществом была ртуть, которая особенно пригодна по ряду причин. Давление пара ртути хорошо известно в широкой области, так что можно выбрать такие температуры опыта, при которых длина свободного пробега атомов ртути была столь велика, что при данном расстоянии поверхности жидкости от сильно охлаждаемой стенки на последней удерживались все испаренные атомы и обратного их возвращения не происходило. К тому же при достаточно медленном испарении хорошая теплопроводность ртути гарантировала правильное определение температуры поверхности. [c.33] Первый опыт Кнудсена дал поразительно малое значение а. = = 1/2000, что Кнудсен справедливо приписал загрязнению поверхности. Улучшение условий опыта дало уже а = 1/9. Наконец, особенно тщательные опыты на капающей ртути с непрерывно обновлявшейся поверхностью дало а = 1 с погрешностью ДО 1%. [c.33] Измеренные значения а, найденные с использованием обоих методов, представлены в табл. 2. [c.34] Можно видеть, что значения а для жидкой ртути между —39°С и -Ь59°С распределяются равномерно и плотно около единицы. Напротив, для твердой ртути а всегда меньше 1. [c.34] Зтп наблюдения контролировались другим методом, основанным на измерении доли тех молекул, которые отражались от умеренно охлажденной твердой поверхности ртути. Получающиеся таким образом значения лежат между 0,9 и 0,94. Значения, найденные методом отражения, несколько больше, чем найденные методом испарения, и ввпду простоты метода заслуживают предпочтения. [c.34] Таким образом, можно считать установленным, что в большинстве случаев а является величиной, существенно меньшей единицы, а именно 1/3 а 1/4 лишь в одном случае (платина), по-видимому, а 1. [c.35] За исключением измерений М. Р. Марселена, все эти сведения относятся к одноатомным веществам, а именно, к металлам. [c.35] При повторении этой работы Т. Альти и К. А. Маккеем [39] для определения температуры поверхности жидкости был привлечен метод измерения поверхностного натяжения, что несомненно означает принципиальный шаг вперед. Найденные таким путем значения а оказались близкими к 0,036. В той же работе авторы пытаются определить также термический коэффициент аккомодации по Кнудсену [40] у = Т —Т )/ Т2 — 1 — температура падающих, а Г2 — температура уходящих молекул, У г— температура поверхности) и дают д.яя него зпачепие 1. Этот второй результат неприемлем, так как в вычислении содержится легко обнаруживаемая ошибка. Низкие значения а для воды поражают и делают необходимым постановку дальнейших тщательных исследований. [c.36] Помимо прямых измерений, сведения о величине а можно получить другим путем, который основывается на экспериментально и теоретически установленных представлениях об ударах молекул о твердую стенку. [c.36] Ленгмюр [41] впервые убедительно показал, что прежние чисто механические представления несовершенны. При приближении молекулы к стенке, как только расстояние окажется меньше радиуса действия молекулярных сил притяжения, она приобретает ускорение. Приращение, которое получает при этом кинетическая энергия, часто оказывается во много раз больше средней тепловой энергии. Эта энергия не сохраняется, как правило, газовой молекулой при ударе, а частично воспринимается молекулами стенки, упруго связанными друг с другом. В результате попавшие на стенку молекулы не могут ее покинуть и продолжают колебаться в силовом попе. В процессе этих колебаний происходит дальнейшее перераспределение энергии (теплоты конденсации и адсорбции). Молекула остается в таком связанном состоянии до тех пор, пока в этом месте случайно не накопится энергия, необходимая для ее отрыва, в результате которого она может вернуться в газовое пространство. Таким образом, отражение есть совокупность явлений конденсации и обратного испарения. Ленгмюр обосновал это неоспоримое представление, опираясь на убедительные экспериментальные факты. [c.36] Отличить зеркальное отражение (1а) от остальных случаев легко, труднее экснеримеитальпо отличить диффузное отражение от случая конденсации — испарения при некоторых обстоятельствах они вообще неразличимы, так как возвращающиеся от стенки молекулы подчиняются тому же распределению (согласно закону косинуса), который действует нри отражении света от белой стенки. Обычно доля зеркально отраженных молекул, которая определяется из измерений коэффициента скольжения газа, относительно мала, составляя от О до 10%. В то же время О. Штерном [42] и его сотрудниками в блестящих экспериментах по доказательству интерференции молекулярных пучков на плоскостях решеток было установлено преобладание зеркального отражения (1а). В качестве падающих частиц использовались атомы гелия и молекулы водорода, которые направлялись на плоскости скола кристаллов фтористого натрия и лития. Причиной подобного почти полного отсутствия передачи энергии при ударе и, следовательно, отсутствия связи частиц со стенкой является малость масс ударяющихся частиц по сравнению с массами атомов стенки в сочетании со слабостью сил взаимодействия. В случае водорода, который все-таки относительно сильно адсорбируется, по-видимому, играет роль то обстоятельство, что частицы могут улавливаться стенкой только в дискретных колебательных состояниях. [c.37] Таким образом, эксперимент обратил внимание на три до того времени неизвестных эффекта, которые впоследствии, каждый в отдельности и независимо друг от друга, нашли свое подтверждение 1) различная по силе способность к образованию связех отдельных мест поверхности 2) поверхностная подвижность и 3) образование двумерных зародышей. [c.41] Вернуться к основной статье