n – количество крафонов
hν/c – импульс фотона.
Отлетающим крафонам излучения безразлично присутствие или отсутствие окружающих предметов. Крафоны вылетают нормально поверхности тела в направлении пространства, где присутствует разность температур, и в большем количестве, где эта разность наибольшая. Таким образом, происходит быстрое выравнивание температурных потенциалов нагретого тела с окружающим миром.
2.7.3. Лампочка Ильича
Поэкспериментируем с уже упомянутой электрической лампой накаливания. В идеологических учебниках прошлого века ее красиво величали «лампочка Ильича». У данной лампочки нагреватель в виде спирали находится внутри стеклянной колбы. Вкрутим ее в патрон люстры и включим в сеть. Вольфрамовая спираль за счет большого сопротивления электрическому току очень быстро, почти мгновенно, нагревается до белого свечения, порядка 3000о С. Теплота спирали, за счет радиационного излучения и частично конвективного перемешивания инертного газа, передается внутренней стенке стеклянной колбы.
Теперь смотрим внимательно. Если расширение тел при их нагревании происходит только за счет увеличения орбит атомов и молекул, то внутренняя оболочка колбы стекла быстро бы расширилась, а внешняя оболочка при этом получила бы сильное напряжение. В действительности так и происходит, первые лампы у изобретателя Эдисона просто взрывались.
По мере совершенствования технологии удалось избавиться от этого неприятного явления. Лампочки перестали взрываться. Лампочка не взрывается только потому, что электромагнитное излучение очень быстро проходит через тонкую стенку стекла и с помощью отлетающих крафонов растягивает стеклянную колбу в целом, увеличивая ее в объеме.
Стекло весьма хрупкий материал, но при расширении, увеличении размеров, как видите, не превращается в осколки.
Хочу обратить внимание читателей еще на один факт.
Молекулы и атомы в веществах и телах не толкаются, они вообще не сталкиваются, иначе кристаллических тел не существовало бы в природе. Атомы в кристаллической решетке колеблются около своего центра равновесия. Например, атомы в металлах расположены на расстоянии от 1 до 7 Å (Ангстрем,1 Å=10—10 м). Предположим, что амплитуда этих колебаний достигнет максимума 1 Å (что невозможно), тогда тело должно расшириться на 1 Å в трех измерениях. Парадоксальный вывод: все кристаллические тела имели бы одинаковое расширение, равное 2 ангстрема.
На практике мы видим несравнимую картину.
Проверим на железном прутке длиной l=1м, нагретом от 0о до 100о С.
При изменении температуры от t0 до t происходит увеличение длины l на ∆l.
∆l=λ (t0-t) l
∆l=10,2·10—6 К-1·100 К·1м=1,2 мм
где λ=10,2·10—6 К-1 – коэффициент линейного расширения.
Между миллиметрами и Ангстремами