Слонодёмия - страница 9

Всё вокруг состоит из молекул. Это очень маленькие частички, их даже орёл не разглядит. Чем они ближе друг к другу, тем плотнее вещество. В куске скалы они будто пассажиры автобуса: сидят рядками и покачиваются в разные стороны. Ведро с водой похоже на вестибюль станции метро в час пик. Люди находятся близко друг к другу, но перемещаются по перрону и обмениваются местами. В автобусе поменяться тоже можно, но сложно. Надо затратить много сил, обоим пассажирам придётся встать.

Молекулы газа подобны участникам фестиваля (кстати, большинство демонов Максвелла обожают лёгкую атлетику вообще и бег в частности). Представьте себе огромный стадион, по которому носятся во все стороны бегуны. Чтобы никому не было обидно, бегут не по кругу, а по всему полю. Определить, кто первый, а кто отстающий, в этом случае невозможно. Это же праздник для всех любителей бега, а не только для победителя! Одна беда – частые столкновения. Поэтому всем выдаются пробковые шлемы и надувные жилеты. По краям поля размещены четыре пункта выдачи спортивной формы. В каждом из них шлемы и жилеты своего цвета. Когда даётся команда: «Старт!» – бегуны срываются с мест. Если бы вы наблюдали за фестивалем с высоты, то увидели бы, как довольно скоро участники разных цветов равномерно разбежались по стадиону. Такое «размешивание» происходит за среднее время пробежки через весь стадион. Это и есть пример диффузии в газах.

А демонам Максвелла не привыкать, что рядом меняются законы природы. Подчас и они сами оказываются на месте молекул. Точнее, с ними происходят такие процессы, в которых обычно участвуют только молекулы.

Напомню, что диффузия – это взаимное проникновение молекул. Этим сложным словом называются вполне обыденные явления (и некоторые обеденные). Капните заварку в прозрачный стакан с кипятком. Вы увидите, как по воде расползаются коричневые «нити». Это заварка распределяется по стакану. Посмотрим на спасающуюся каракатицу. Вот она выпустила чернильное пятно для маскировки. Без диффузии этим головоногим пришлось бы несладко. Зато сладко от съеденных каракатиц стало бы сотовым муренам и зубастым китам. Бросим в стакан чая пару кусочков сахара – пусть и нам будет повкуснее. Если выключить диффузию, сахар так и пролежит кубиком на дне и вряд ли изменит вкус чая. Нам, увы, не дано включать и выключать физические процессы, но мы можем влиять на них (хотя и это самообман – ведь скорее физические процессы влияют на нас). Если мы захотим подсластить холодный чай, то заметим: сахар растворяется значительно дольше. Понять это легко. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы. Чем быстрее движутся молекулы, тем быстрее молекулы одного типа проникают и перемешиваются с другими молекулами. Значит, и диффузия идёт быстрее при высоких температурах.