Что изменилось?

На Россию надвигалось заморское диво-спиритизм и сонм неведомых доселе медиумов. Положение оказалось столь серьезным, что в мае 1875 года Д. И. Менделеев предложил создать комиссию для рассмотрения медиумических явлений. Удалось пригласить на заседание Комиссии лучших европейских медиумов. Казалось бы, все было предусмотрено для объективного исследования и скорейшего завершения работы исследовательской группы. Но опыты с разными медиумами продолжались несколько месяцев! В итоге, надо думать, после горячих споров 21 марта 1876 года комиссия вынесла решение: «Спиритические явления происходят от бессознательных движений или от сознательного обмана, а спиритическое учение есть суеверие!».

На фоне столь многогранной и плодотворной деятельности, работа Менделеева по установлению окончательной формы записи уравнения состояния идеального газа выглядит незначительной, но даже такая «мелочь» не ускользнула от внимания ученого. Используя уравнение в форме Клапейрона (5) он записывает, что фигурирующая в нем константа пропорциональна числу частиц. Но так как, это число невероятно велико (к тому же и неизвестно в то время), удобней представить ее пропорциональной числу молей (напомним, число молей, умноженное на число Авогадро, есть число молекул):

,

тогда оставшийся неизвестный множитель является некоторой постоянной, не зависящей ни от состава газа, ни от его количества, поэтому является универсальной, так его и назвали универсальная газовая постоянная.

Так в 1874 году, через 226 лет после открытия первого закона (закона Паскаля) завершилась наша история.

Не следует думать, что мы полностью рассмотрели историю развития теории газов. Ведь мы совсем не затронули важнейший для физики вопрос теоретического обоснования этого многострадального уравнения. Конечно, оно обосновано и выведено в рамках молекулярно-кинетической теории. В создании этой теории принимало участие также не мало выдающихся ученых, таких как, например, создатель современной теории электромагнитного поля шотландец Джеймс Клерк Максвелл, выдающийся австрийский физик Людвиг Больцман, американский физик Джозайя Уиллард Гиббс и многие другие. Выбор именно этих примеров основан не только по вкладу этих ученых в создание теории, но географическим принципом. Но это уже другая история …

P.S. Во время редактирования данной статьи показалось, что в ней маловато формул и графиков, а эта статья предназначена «исключительно» для физиков (впрочем, она не является запрещенной и для других). Поэтому представим ее содержание в графической форме. По горизонтали отложена ось времени, по вертикали номер ученого, упомянутого в рассмотренной работе (в хронологическом порядке).

Жирными горизонтальными отрезками указаны годы их жизни, круглый маркер указывает год открытия, имеющего отношение к рассматриваемой теме.

Не правда ли наглядно, может, и не стоило все описывать вербально?

Ну, если уж получился график, то почему бы не провести его математическую обработку. Если полученную зависимость аппроксимировать линейной (на графике не приведена, чтобы не загромождать его), то полученное по методу наименьших квадратов, уравнение этой прямой имеет вид

,

здесь - номер открытия, - год этого открытия. Смысл параметров этой зависимости очевиден:

- коэффициент наклона 0, 046 – среднее число открытий в год, обратная ему величина - средний временной интервал между открытиями;

- величина сдвига число открытий сделанных к нулевому году (т.е. году рождения Христа).

Мы рассмотрели открытий. Используя полученную зависимость, можно рассчитать год следующего 15-го открытия

,

что соответствует экспериментальным историческим данным – в 1910 была присуждена Нобелевская премия нидерландскому физику Яну Ван-дер-Ваальсу, за открытие уравнения состояния неидеальных газов.

[1] На 2 странице обложки – фотография памятника О. фон Герике в его родном городе Магдебурге.

[2] Это шутка: лошадиная сила – единица мощности, а не силы!

[3] Джозеф Райт, «Опыт с воздушным насосом» (1768). На своей самой известной картине Джозеф Райт воспроизвел вполне узнаваемую обстановку общества естествоиспытателей, которые тогда появлялись во многих странах. Фигура же экспериментатора — как и сама идея опыта с птичкой, задыхающейся под колпаком, из-под которого воздушным насосом откачан воздух, — заставляет подумать о Роберте Бойле (2 страница обложки).

[4] На 2 странице обложки – гравюра, изображающая полет Гей-Люссака и Био на воздушном шаре.

[5] На 2 странице картина И.Репина. Портрет Д. И. Менделеева в мантии доктора права Эдинбургского университета 1885.