происходящие на самой поверхности раздела двух сред. Но возможны и явления неравномерного объемного распределения вещества между двумя соприкасающимися растворителями.
Когда два соприкасающихся слоя газа или жидкости смещаются друг относительно друга, то возникает сопротивление этому смещению, определяющее эффект внутреннего трения.
Очевидно, что во внутреннем трении непосредственно проявляют себя молекулы и действующие между ними молекулярные силы (Сезерланд). При переходах вещества от одного состояния в другое меняются расстояния между молекулами, а вместе с тем и интенсивность молекулярных сил. В газе, особенно при больших разрежениях, эти расстояния настолько велики, что в первом приближении такой газ может рассматриваться как идеальный газ, состоящий из материальных точек, между к-рыми не действуют молекулярные силы. В твердом, теле (кристалле) расстояния между молекулами настолько малы, что между ними действуют интенсивные притягательные и отталкивающие силы. Однако нельзя написать уравнения состояния, одинакового по виду для всех твердых тел, как это мы пишем для пара или газа в виде уравнения Ван-дер-Ваальса. Каждое твердое тело имеет свое особое уравнение состояния. Основные физич. свойства твердого тела: плотность, тип кристаллит, решотки, упругость, прочность, трение и др., очевидно, определяются силами взаимодействия между элементами решотки. Эти молекулярные силы по своей природе, как было показано выше, слагаются из электростатических (Борн) и дисперсионных (Лондон) сил и сил отталкивания. — Как показывают оптич. исследования жидких и твердых тел, рентгеновский анализ и электронный анализ, структура жидкостей и твердых тел очень сложна. Жидкости состоят, повидимому, из молекул — соответственно химич. формуле — и из молекулярных агрегатов (может быть, кристаллич. строения). Для твердых тел — кристаллов — широко распространено представление об их мозаичной структуре (Цвики). Эта сложность строения жидких и твердых тел и происходящих в них процессов не позволяет входить здесь в детальное рассмотрение этих интересных явлений. В настоящее время как учение о жидкостях, так и учение о твердых телах разрослось в обширные самостоятельные отделы физики [физика жидких тел, физика твердого тела (см.), физика кристаллов (см. Кристаллография), физика дисперсных тел и т. д.].
Учение о тепловых свойствах различных тел является большой главой молекулярной физики. Во-первых, тепловые эффекты, выделяющиеся при переходе вещества из одного состояния в другое (напр., скрытые теплоты парообразования, плавления), характеризуют работу молекулярных сил при этих переходах.
Во-вторых, по кинетич. теории материи температура определяется средней кинетич. энергией беспорядочного движения молекул, причем одноатомные молекулы газа обладают меньшей энергией, чем двухатомные, так как последние имеют большее число степеней свободы. Классическая кинетич. теория материи принимает, что на каждую степень свободы приходится средняя кинетич. энергия Т70 = j Т, если брать одну граммолекулу (закон равномерного распределения энергии по степенямсвободы). Молярная теплоемкость для одной степени свободы Г — — — калорий = dT = 2 градус *
Для химич. элементов в твердом состоянии мы имеем закон Дюлонга-Пти, по к-рому теплоемкость одного грамм-атома равна 6 калорий/градус. С точки зрения классич. статистики атом твердого тела, рассматриваемый как трехмерный осциллятор, способный совершать квазиупругие колебания, имеет среднюю энергию W = ЗкТ. Поэтому один грамм-атом такого твердого тела имеет энергию W=3RT, а теплоемкость С = ^^=3_R=6 калорий/градус, т. е. получается закон Дюлонга-Пти. Однако наблюдаются отклонения от этого закона, особенно при низких температурах (Пернет). Эйнштейн объяснил эти отклонения, применив,, вместо данного выше клайсич. выражения для средней энергии осциллятора, квантовое уравнение Планка: hv ът W = 3RT — £----ekT — l Дебай, а также Борн и Карман дали для W формулы, еще лучше совпадающие с опытом.
Применение к этим вопросам волновой механики приводит к двум новым статистикам: к статистике Бозе-Эйнштейна и к статистике Ферми-Дирака, которые существенно меняют подсчеты для средней энергии W и теплоемкости С. Теплоемкость металлов долго служила загадкой для физиков. Металлы — хорошие проводники электричества и тепла (закон Видемана-Франца). Если бы теплоемкость металла зависела только от энергии колебаний его атомов, то теплоемкость одного грамм-атома равнялась бы 6 калорий/градус. Но электропроводность металлов осуществляется движением так называемых свободных электронов, которые, естественно, участвуют и в тепловом движении; от этого — высокая теплопроводность металлов. Но тогда, по классич. статистике, электрон должен обладать средней кинетич. энергией W — 3/2 и теплоемкость металла на один грамм-атом должна быть С = = 6 + 3 = 9'калорий/градус, между. тем, в действительности она равна 6. Затруднение это преодолено в работах Паули и Зоммерфельда, показавших, что к свободным электронам внутри металла следует применять не классич. статистику, а статистику Ферми-Дирака, так как эти электроны являются «вырожденным газом». Распределение же по статистике Ферми-Дирака при невысоких температурах почти не зависит от температуры, а потому электронная теплоемкость практически равна нолю.
Лит.: ИоффеА. Ф. и Семенов Н. Н., Курс физики, т. IV, ч. 1, Молекулярная физика, 2 изд., Л. — М., 1933; Млодзеевский А. Б., Краткий учебник молекулярной физики, 4 изд., М. — Л., 1934; Ильин Б. В., при участии Ребиндера П. А., Семенченко В. К., ТарасоваВ. В. [и др.], Молекулярные силы и их электрическая йрирода, М. — Л., 1929; Дебай П. и Закк Г., Теория электрических свойств молекул, пер. с нем., Л. — М., 1936; Тимирязев А. К., Кинетическая теория материи, Лекции..., 2 изд., М. — Л., 1933; ГерцфельдК. Ф., Кинетическая теория материи, пер. с нем., М. — Л., 1935; Борн М., Современная физика, пер. с нем., Л. — М., 1935; W а а 1 s J. D., van der, Die Continuitat des gasformi&en und flussigen Zustandes, Lpz., 1881;Grauss C. F., Allgemeine Grundlagen und Theorie der Gestalt von Fliissigkeiten im Zustand des Gleichgewichts, fibers, v. R. H. Weber, hrsg.
v. H. Weber, Lpz. 1903 (Ostwald Klassiker der exakten Wissenschaften, № 135); Henri V., Physique mol6culaire, Matidre et 6nergie, P., 1933.
£>. Ильин.
