Молекулярно-кинетическая теория строения вещества

Как передается теплота и что это вообще такое? Казалось бы, понятно, мы ее можем «пощупать» руками. Не так, как вещество, но органами чувств мы теплоту ощущаем. Мы греемся на Солнце; воспринимаем, много или мало теплоты в предмете, который занесли зимой с улицы; чувствуем, как он ею «наполняется» возле батареи.

А вот когда одно тело соприкасается с другим, как тепло переходит между ними?Люди провели аналогию с веществом, нашли что-то общее: как жидкость перетекает из одного сосуда в другой, при этом сохраняясь, так и теплота «перетекает», передается от одного тела к другому. Поэтому около 300 лет назад считали, что теплота – это некая тонкая материя, наподобие вещества, которая наполняет тело при нагревании и покидает при охлаждении. Эту тонкую материю – «носитель теплоты» – назвали флогистоном (от греч. «горючий, воспламеняемый»).

Когда мы чего-то не понимаем, есть соблазн не разбираться в явлении, а дать ему название и считать, что вопрос решен. Но такой путь названий не дает объяснений, а только отодвигает это объяснение на один шаг. Например, если мы сгибаем-разгибаем проволоку, то она нагревается. Но откуда там взялся флогистон? Как объяснить в этой модели, что в теплоту переходит движение? Кажущееся на первый взгляд правильным не всегда оказывается таковым при тщательной проверке. Передаваться может не обязательно материя. Мы уже знаем примеры: звук – это механическая волна, в которой движутся не сами частицы, а их смещение. Или пример с маятником из шариков – сами шарики, кроме крайнего, не сдвинулись, но нечто передали – энергию, в результате чего отклонился другой крайний шарик.

Наука не останавливается на одном вопросе, ученый стремится разобраться, как именно протекает процесс, находит не названия, а объяснения. Так и с теплотой: если серьезно изучать явление, то оказывается, что тело состоит из атомов, атомы находятся в движении, это движение может передаваться и т. д. И никакой дополнительной субстанции-флогистона там нет. Это движение атомов, и передается оно от атома к атому при столкновениях. А тепловые явления – это проявления этого движения.

Описывая движение частиц вещества, мы сможем объяснить, почему газ оказывает давление, как оно передается во все стороны (то, что уже давно заметили и сформулировали в виде закона Паскаля), как передается теплота, и мы это сможем описывать количественно. Но факт, на котором эта модель основывается, мы упомянули вскользь: это то, что вещество состоит из атомов.

Мы не просто так говорим об этом как о чем-то само собой разумеющемся. В младших классах мы уже обсуждали строение вещества. Но поскольку это фундамент, на котором мы будем строить нашу модель, еще раз уточним основные моменты.

1. Вещество состоит из частиц – атомов и молекул.Подробнее о частицах вещества – в ответвлении.