Szent Benedek-rendi katolikus gimnázium, Győr, 1940

12 2. A gázmolekulák száma és viszonylagos súlya. Eddig szerzett ismereteink alapján hozzáfoghatunk első alapfeladatunk megoldásához: hogyan határozzuk meg az 1 mol menynyiségben levő molekulák számát, az N-et. Nézzük meg újra az a'apképletünket : 1/

2 mc

2 = 3/

2 kT = 3/2 ^ T. Ha megtudnók mérni egy molekula mozgási energiáját — 1/

2 mc

2 — akkor egyenletünkben N-en kivül mindent ismernénk, s így N-et ki tudnók számítani. De meg tudjuk-e határozni a molekula mozgási energiáját? Gondoljuk el, hogy egy kis kocka alakú zárt edényben apró golyócskák repülnek ide-oda nagy sebességgel. A kocka felső lapjáról lógassunk bele az edénybe egy kis ingát, amilyen az inga óráinkon is ide-oda leng. Ez csak jobbra-balra tudja mozgását végezni, tehát egy a szabadsági foka. A röpködő golyók közt nem maradhat nyugalomban, mert hol jobbról, hol balról ütődik neki egy golyó s azért lassanként lengésbe jön. Ha elég sok ideig várunk, akkor kialakul az egyensúlyi helyzet, amikor az ingának is annyi már átlag a mozgási energiája, mint amennyi a golyók átlagos mozgási energiájából egy szabadsági fokra esik. A golyók mozgási energiája helyett tehát elegendő az inga energiáját megmérni. Meg tudjuk-e csinálni ugyanezt a kísérletet a molekulák világában? A kérdésre igennel felelhetünk. Csak az ingánkat kell elég kicsi méretűnek vá'asztanunk, hogy a molekulák mozgásba tudják hozni. A feladat megoldásához a véletlen vezette a kísérletezőket. 1926-ban Lehrer olyan finom készüléket próbált összeállítani, amellyel a gáz nyomásának kis változását is meg lehet mérni. Gondoljunk egy nagyon könnyen mozgó ajtóra. Ha nincs kilincsre zárva és kivülről nagyobb a levegő nyomása, az ajtó elmozdul befelé; ha benn nagyobb a nyomás, az ajtó kifelé mozdul. Ha nagyon kis elmozdulást is jól meg akarunk figyelni, legjobb az ajtóra egy kis tükröt erősíteni, amelyre fénysugarat vetítünk. A visszavert fénysugár a szemközti falon az ajtó legkisebb mozgására is táncolni kezd. Ezt a kísérletet csinálta meg Lehrer finom, kicsi kivitelben, hogy a nyomás legkisebb változását is meg tudja mérni. Amikor a készülékét ki akarta próbálni, kiderült, hogy használhatatlan. A fénysugár állandóan táncolt annak jeléül, hogy az ajtócska folyton mozog. A mozgás okát is megtalálta Lehrer: a molekulák hőmozgása idézte elő. De ezzel meg volt a kis ingához hasonló berendezés, amelyek a molekula mozgási energiáját meg lehet mérni. Kappler végezte el 1931-ben ezt a mérést. Nagyon kis tíikröcs-