William Thomson
 (Lord Kelvin)
 (18241907)

Az örvény-atomokról

Phil. Mag. [4], 34, 1524 (1867)
in: Mary Jo Nye, The Question of the Atom. From the Karlsruhe Congress to the First Solvay Conference, 18601911, Tomash Publishers, Los Angeles/San Francisco, 1984


Miután a szerzõ megismerte Helmholtz csodálatra méltó felfedezését a tökéletes folyadékokban tehát a viszkozitástól (vagy folyadéksúrlódástól) tökéletesen mentes folyadékokban zajló örvénymozgásról, úgy gondolta, ez a felfedezés kétségtelenül azt sugallja, hogy a Helmoltz-féle gyûrûk az egyedüli igazi atomok. A végtelenül szilárd és végtelenül merev anyagdarabok létét néhány nagy modern kémikus valószínû hipotézisnek tekinti elhamarkodottan megfogalmazott bevezetéseiben, ám ezt a torz feltevést egyetlen ürügy látszik igazolni amelyet Lucretius hozott fel és Newton is elfogadott , nevezetesen: a különbözõ anyagfajták megváltoztathatatlan egyedi tulajdonságainak magyarázatához szükségesnek látszik. De Helmholtz bebizonyította, hogy a tökéletes folyadék bármely részének mozgásában létezik egy abszolút megváltoztathatatlan minõség, ha ez a különleges mozgás, amelyet "Wirbelbewegung"-nak [örvénymozgásnak] nevez, létrejött. Így a "Wirbelbewegung"-gal rendelkezõ tökéletes folyadék bármely részében megvan a Lucretius-féle atom egyik jellemzõje, a végtelen ideig fennmaradó sajátos minõség. A tökéletes folyadékokban a "Wirbelbewegung" csak teremetõ erõ hatására keletkezhet vagy szûnhet meg. A Lucretius-féle atom az anyag egyetlen tulajdonságát sem magyarázza meg anélkül, hogy a tulajdonságot ne magának az atomnak tulajdonítaná. Az "atomok ütközését" például Lucretius modern követõi a gázok rugalmasságának magyarázatához hívják segítségül. Az anyag minden más tulajdonságához hasonlóképpen speciális erõket kell feltételezni az atomok szintjén. Ugyanolyan könnyen (és nem kevésbé valószínûtlen alapon) tételezhetjük fel azt, hogy az anyag bármelyik részében, amelyik "Wirbelbewegung"-gal rendelkezik, speciális erõknek kell fellépniük, mint azt, hogy ezek az erõk a szilárd, oszthatatlan anyagdarabokban lépnek fel; és ettõl kezdve a Lucretius-féle atomnak semmilyen prima facie elõnye sincs a Helmholtz-féle atommal szemben. Nemrégiben Tait professzor elõadótermében élvezhettem a füstkarikák nagyszerû bemutatását. Ezután fogalmazódott meg, hogy az anyagi tulajdonságok magyarázatához szükséges feltevések száma eggyel csökken, ha abból a hipotézisbõl indulunk ki, hogy minden test a tökéletesen homogén folyadék örvény-atomjaiból áll. Gyakran láttuk, hogy két füstkarika egymásról ferdén visszapattan, és az ütközés hatásától erõsen megrázkódik. Az eredmény nagyon hasonlított ahhoz, amit akkor figyelhetünk meg, ha két nagy gumigyûrû ütközik egymással a levegõben. A füstkarikák rugalmassága nem állt kevésbé távol a tökéletestõl, mint amit az azonos alakú szilárd gumigyûrûktõl várhatunk a gumi viszkozitásának ismerete alapján. Az alaknak ez a kinetikus rugalmassága természetesen tökéletes rugalmasság, ha a tökéletes folyadék örvénygyûrûirõl van szó. Ez legalább olyan jó kiindulás a gázok rugalmasságának magyarázatához, mint az "atomok ütközése". Valószínû, hogy azok a pozitív feltevések, amelyekhez D. Bernoullinak, Herapathnak, Joule-nak, Krönignek, Clausiusnak és Maxwellnek kellett folyamodnia a gázok különbözõ termodinamikai tulajdonságaira vonatkozó nagyszerû vizsgálatai során a két atom közötti kölcsönös erõket és az egyes atomok vagy molekulák által felvett kinetikus energiát illetõen, kielégíthetõk az örvénygyûrûkkel anélkül, hogy a tehetetlenségen és a tér inkompresszibilis kitöltésén kívül bármilyen más tulajdonságot követelnénk meg az anyagban. Két tetszõleges nagyságú és sebességû, egymás mellett két tetszõleges vonalon elhaladó, az egyik átmérõjének nagy többszörösénél egymást jobban nem megközelítõ örvénygyûrû kölcsönhatása tökéletesen megoldható matematikai probléma; s az új mozzanatokon gondolkozva izgalmas nehézségekbe ütközünk. A probléma megoldása a gázokra javasolt új kinetikus elmélet alapja lesz. Joggal élhetünk azzal az elõfeltevéssel, hogy a rugalmas szilárd testek és folyadékok elméletéhez a szorosabban illeszkedõ örvény-atomok dinamikájából indulhatunk majd ki. Ezzel az elõfeltevéssel kapcsolatban megjegyezhetjük, hogy annak a dolgozatnak a puszta címe, amelyet Rankine 1849-ben és 1850-ben terjesztett az Edinburgh-i Királyi Társaság elé a "Molekuláris örvények"-rõl, a fizikai elmélet fontos ösztönzõ lépése volt.


Kémiatörténet http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.chemonet.hu/