(здесь к=1,38×10-23Дж/К – постоянная Больцмана, связанная с универсальной газовой постоянной R и числом Авогадро NА соотношением к= R/NA). То же самое можно сказать о давлении. Параметр р характеризует усреднённую силу, действующую на единицу площади поверхности сосуда с газом. Ведь каждая отдельная молекула лишь время от времени сталкивается со стенкой, передавая ей некоторый импульс, давление же р – результат усредненного во время воздействия всех молекул. Условие применимости таких характеристик, как давление и температура – хаотичность движения молекул газа. Например, поток газа может иметь выделенное направление движения молекул (т.е. возникает ветер), но это не означает, что Т газа в потоке выше, чем в том случае, если бы газ не перемещался. Это связано с тем, что хотя средняя кинетическая энергия молекул в потоке выше, чем в покоящемся газе, тем не менее, речь должна идти о температуре как мере кинетической энергии хаотического, а не упорядоченного движения молекул. И действительно, с точки зрения наблюдателя, перемещающегося с вместе с потоками газа, хаотичность движения молекул не изменится (вспомним принцип относительности движения, согласно которому все физические явления в различных инерциальных системах отсчёта протекают одинаковым образом), а значит, температура газа остаётся той же самой. Но вот давление, оказываемое набегающим потоком на препятствие, будет совсем ни тем давлением р, которое входит в закон Менделеева – Клапейрона, а заметно большим. Однако, суть происходящего остаётся той же – каждая молекула, сталкиваясь с препятствием, передаёт ему некоторый импульс. Если этот поток действует лишь с одной стороны, то суммарный импульс может оказаться настолько велик, что препятствие начнёт двигаться.
Экзотический пример подобной ситуации – работа системы «Аэромотель», построенный в Джакарти (Индонезия). Под днищем поезда, движущегося по рельсам, расположены стальные пластины – паруса, а дует в такие паруса ветер из размещённых вдоль пути воздуходувов. Под действием дополнительного давления,создаваемого воздухом, поезд движется. Эта экологически чистая дорога проходит на высоте 5,5м над поверхностью земли. Одна из первых попыток использования свойств воздушного потока связана с созданием воздушной подвески вагонов. Основной путь увеличения скорости движения поездов связан с отказом от колёс как от двигателя. Уберём колесо, исключим его контакт с рельсом – и сразу исчезнут многие проблемы, связанные контролем состояния рельсового пути. Бесколесный способ движения можно осуществить,например, создав воздушную подушку – область повышенного давления под днищем вагона. Сами же вагоны движутся по путевому каналу прямоугольной формы (рисунок 8). Стабилизация направления движения вагона осуществляется также при помощи потоков воздуха, подаваемых на боковые стенки канала. Зона повышенного давления в путевом канале создаётся специальными нагревателями воздуха – вентиляторами; движение вдоль пути осуществляется при помощи воздушно-реактивного двигателя. Несколько систем этого типа в качестве экспериментальных моделей и прототипов реальных устройств были созданы в США и странах Западной Европы, однако, большое потребление топлива и шум, создаваемый двигателями при работе, резко снизил интерес к таким поездам. В настоящее время для бесколёсного рельсового транспорта гораздо более перспективной считается магнитная подвеска. А транспортные средства на воздушной подушке нашли себе другую область применения, ту, где они попросту незаменимы: доставку пассажиров и грузов по болотам, по бездорожью; ведь такие машины оказывают давление на грунт почти в 100 раз меньше, чем автомобиль и в 10 раз меньше, чем трактор. В основе работ подобных транспортных средств – всё то же создание области повышенного давления под днищем машины: на первых моделях – за счёт мускульной силы человека, а в настоящее время – двигателями – вентиляторами. Так, например, в спорткомплексе «Олимпийский» этим способом передвигают трибуны для зрителей!
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.