Szent Benedek-rendi katolikus gimnázium, Győr, 1940

Í3 két függesztett fel olyan vékony kvarcfonálra, amelynek a vastagsága csak néhány tized a volt. (1 \). =mm.) Keskeny résből vetítette a fénysugarat a tükörre, és a visszavert fényt hengeres lencsével egyetlen pontba gyűjtötte össze. A fénypont egy tovaszaladó íilmszalagra esett, s ott rögzítődött. Ez a fénypont folytonosan ugrált jobbra-balra a filmen, annak jeléül, hogy a kis tükör a finom fonálon állandóan jobbra-balra forog a molekulák mozgása következtében. Kappler több részletben több mint 100 órán át folytatta ezt a kísérletet, bogy a kis tükör átlagos elfordulását minél pontosabban megkapja. Az elfordulás szöge megadja a kis inga átlagos energiáját,

1) amiből az N kiszámítható. Az eredmény N = 6.10

2

3. Ennyi molekula van tehát 1 mol — 2 gr — hidrogénben, vagy 1 imol — tehát 32 gr — oxigénben stb. Hozzátehetjük, hogy egy sereg más módszer is van az N meghatározására, és azok is ugyanezt az értéket adják. Hátra van még a másik alapfeladatunk. Honnan tudjuk, hogy az oxigén molekula kereken 16-szor olyan nehéz mint a hidrogén molekula, és egyáltalán hogyan tudjuk meghatározni a molekulák viszonylagos súlyát? Gondoljuk el, hogy két 1 cm

3 térfogatú kocka van egymás mellett, az egyik tele van oxigénnel, a másik hidrogénnel. A két gáz nyomása és hőmérséklete legyen azonos. Tudjuk, hogy a hőmérséklet a molekulák mozgási energiájával függ össze: 1/

2 mc

2 = 2 kT. IIa a hőmérséklet a két gáznál ugyanaz, akkor a mozgási energiájuk is megegyezik: V2 m

t Ci

2 = V2 m

2 c

2

2 A gáz nyomásáról pedig megállapítottuk, hogy nme* P = — lia a két gáz nyomása azonos, fennáll tehát n

a ni! c

(' n, tn, Cj

1 3 3 Mivel azonban m

t c

1

2 = m

2 c

2

2 az előbbi egyenlet szerint, azért kapjuk: n, n

2. Szavakkal: a gázok egyenlő térfogatában egyenlő nyo4) Az ingánál D O"-' adja meg az összes energiát, ha D a kitérés szöge és D a direkciós erő, vagy máskép az a maximális forgató nyomaték, ami az ingát eredeti helyzetébe akarja visszatéríteni. Mondottuk már, hogy az ingánál egy a szabadsági fok, de figyelembe kell vennünk, hogy mozgási energia mellett helyzeti energiája is van, mert a megcsavarodott fonál vissza akar csavarodni. A számitások szerint az átlagos helyzeti energia egyenlő az átlagos mozgási energiával, így az összes energia az egy szabadsági fokra eső energia kétszerese: D?

2 = f kT = |T Ebből az N kiszámítható, ha D-t és megmérjük.