|
|
Page:41
לבסוף , נזכיר את תופעת הולכת החום . כאשר מצמידים גוף חם לגוף קר , המולקולות המהירות בגוף החם מתנגשות עם המולקולות האיטיות בגוף הקר , שנמצאות סמוך לשטח המגע , וגורמות להן לנוע מהר יותר . אלה מתנגשות במולקולות שלידן ומעבירות להן חלק מהאנרגיה הקינטית שקיבלו , וכך מתפשט החום בגוף הקר . המולקולות בגוף החם מפסידות אנרגיה עקב ההתנגשויות , ולכן הגוף החם מתקרר . העובדה כי כמות החום שהגוף החם פלט שווה לכמות החום שהגוף הקר קלט , נובעת בעצם מחוק שימור האנרגיה המכנית ! ראינו אפוא כי בעזרת התיאוריה המולקולרית אפשר להסביר את ההבדלים בין שלושת מצבי הצבירה של החומר , גז , נוזל ומוצק , את מעברי הפזה , את חומי המעבר , את ההתפשטות התרמית ואת הולכת החום . עתה נוכל גם להבין מדוע יש לטמפרטורה גבול תחתון אך אין לה גבול עליון . הטמפרטורה היא מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת , ומכיוון שאפשר , באופן עקרוני , להגדיל את האנרגיה הקינטית של גוף או חלקיק ללא הגבלה , אין טמפרטורה מקסימלית שאי אפשר לעבור אותה . לעומת זאת , יש לאנרגיה הקינטית גבול תחתון , שהוא אפס ( אי אפשר שלגוף תהיה אנרגיה קינטית שלילית . ( לכן חייבת להיות טמפרטורה מינימלית — האפס המוחלט — שאי אפשר לרדת מתחתיה . ( לאמיתו של דבר , טמפרטורה של אפס מעלות קלווין אינה מציינת מצב שבו התנועה התרמית של המולקולות פוסקת לגמרי , והן עומדות בלי תנועה . מסיבות שנעמוד עליהן בחלקו השני של הקורס , גם באפס המוחלט תהיה למולקולות תנועה שיורית , שאי אפשר לבטלה כליל ( . ההסברים שניתנו לעיל לתופעות החומניות השונות היו איכותיים ולא כמותיים . אפשר להסביר את התופעות הללו , וכן תופעות רבות אחרות , בצורה כמותית , כלומר לפתח נוסחאות שיקשרו בין גדלים שאפשר למדוד אותם , כמו חום סגולי ומוליכות חום , לבין גדלים שאי אפשר למדוד אותם באופן ישיר , הקשורים לתכונות המולקולה הבודדת ( אנרגיה קינטית של מולקולה , כוחות בין מולקולות , מספר המולקולות בכמות נתונה של חומר וכדומה . ( לגדלים מהסוג הראשון קוראים גדלים מאקרוסקופיים ואילו לגדלים מהסוג השני קוראים גדלים מיקרוסקופיים . בסוף המאה ה 19 ובתחילת המאה העשרים הוברר , כי מהתיאוריה המולקולרית נובעות נוסחאות המקשרות בין גדלים מיקרוסקופיים ובין גדלים מאקרוסקופייס , ונוסחאות אלו הניבו ערכים מספריים שהתאימו לתוצאות של ניסויים . הדבר חיזק את התיאוריה המולקולרית , אך למרות זאת פיסיקאים חשובים התנגדו לה . הם טענו כי אין הוכחה לכך שהמולקולות קיימות , וכי בגלל זעירותן המופלגת אין סיכוי לצפות בהם באופן ישיר בניסוי , גם אם הן קיימות . הפיסיקה צריכה לעסוק רק בישויות שאפשר לצפות בהן ולמדוד את תכונותיהן בניסוי , טענו אותם פיסיקאים , ולכן יש לפסול את התיאוריה המולקולרית . בראש המתנגדים עמדו הפיסיקאים הגרמנים מאך ואוסטוולד . בראש חסידי התיאוריה המולקולרית עמד הפיסיקאי האוסטרי לודוויג בולצמן . ( L . Boltzmann , 1844-1906 ) ההתנגדות הנמרצת לעבודתו דיכאה מאוד את בולצמן וב 1906 הוא שלח יד בנפשו . התאבדותו נראית טרגית במיוחד נוכח העובדה שבארבע השנים שלאחר מכן הצליחו פיסיקאים שונים לחזות בתופעות שנגרמו על ידי מולקולות בודדות , והתיאוריה המולקולרית הוכחה מעל לכל ספק .
|
|