449
Наконец, обратим внимание на то, что произведение nm есть масса молекул газа, находящихся в единице объема, т. е. произведение nm есть плотность газа ?, Поэтому из формулы (243.1) следует, что
(243.4)
Эта формула дает возможность вычислить среднюю скорость газовых молекул, если известны давление и плотность газа. Результаты вычислений средних скоростей молекул некоторых газов при 0°С приведены в табл. 8.
Таблица 8. Средняя скорость молекул некоторых газов
Как видно из таблицы, средние скорости молекул весьма значительны. При комнатной температуре они обычно достигают сотен метров в секунду. В газе средняя скорость движения молекул примерно в полтора раза больше, чем скорость звука в этом же газе.
На первый взгляд этот результат кажется очень странным. Представляется, что молекулы не могут двигаться с такими большими скоростями: ведь диффузия даже в газах, а тем более в жидкостях, идет медленно, во всяком случае гораздо медленнее, чем распространяется звук. Дело, однако, в том, что, двигаясь, молекулы очень часто сталкиваются друг с другом и при этом меняют направление своего движения. Вследствие этого они двигаются то в одном направлении, то в другом, в основном «толкутся» на одном месте (рис. 369). В результате, несмотря на большую скорость движения в промежутках между столкновениями, они продвигаются в каком-либо определенном направлении довольно медленно.
Табл. 8 показывает, что различие в скоростях разных молекул связано с различием их масс. Это обстоятельство подтверждается рядом наблюдений. Например, водород проникает сквозь узкие отверстия (поры) с большей скоростью, чем кислород или азот, что можно обнаружить на далее