Автор: Среди большого количества известных из физики характеристик движения тел (векторных и скалярных) особое место занимает энергия (в переводе с греческого — деятельность), которая для одной молекулы складывается из энергий поступательного, вращательного и колебательного движений атомов, энергии электронов, энергии внутриатомных связей и т.д. Кстати, термин «энергия» ввел в механику еще И. Кеплер в 1609 г.
Определение: энергия — это единая скалярная мера различных форм движения материи.
Наблюдая далее за молекулами, видим, что время от времени они ударяются ие только друг о друга, но и о более крупные «сооружения», состоящие из сотен и тысяч молекул другого сорта. Это и есть те самые пылннки, которые иногда называют аэрозолями и которые всегда присутствуют в воздухе даже самых чистых помещений. Каждая такая пылинка живет своей жизнью. Видим атомы, частично выстроившиеся упорядоченно, а в большинстве мест — хаотически. Электроны вращаются около атомов, причем здесь, в твердом теле — не обязательно вокруг них, атомы колеблются, а все «сооружение» (т.е. пылинка) движется поступательно, ^но только значительно медленнее молекул, вращается вокруг общего центра масс и имеет огромное количество ( по числу атомов) колебательных степеней свободы. Можно наблюдать еще одно явление: каждая молекула, ударяясь о такое, с ее «точки зрения* — неподвижное сооружение, передает ему импульс, равный произведению массы на скорость. Многочисленные же удары молекул создают давление на пылинку, которое в силу ее малости не всегда сбалансировано, приводя к тому, что последняя совершает броуновское движение — одно из интереснейших явлений, также изучаемых современной термодинамикой. В быстроходных порщневых двигателях молекулы горячей смеси не всегда могут догнать убегающий поршень и передать ему свой импульс, поэтому реальное давление на поршень меньше, чем на станки цилиндра, а не равно ему, как это обычно предполагается в термодинамических расчетах.
Но удары молекул о твердые пылинки передают им не только импульс, но и энергию, которая для поступательного движения равна половине произведения массы молекулы на квадрат ее скорости (считаем, что пылинка неподвижна). Кроме того, передается, разумеется, и вращательная, и колебательная энергия. Происходит, как говорят, процесс выравнивания температуры множества соударяющихся с пылинкой частиц и самой пылинки. Через очень небольшое время достигается температурное или, как мы теперь понимаем, энергетическое равновесие между газом и пылинкой. Таким образом, мы поняли, что температура характеризует энергетически равновесное среднестатистическое состояние газа и более крупной твердой частицы. Вот почему в качестве такой твердой частицы может быть использован один из спаев термопары, шарик ртутного или спиртового термометра и т.д., называемый сенсором, или чувствителъным элементом.
