взаимодействие частиц вещества

Мы знаем, что тела и вещества состоят из отдельных частиц, между которыми есть промежутки. Почему же тогда тела не рассыпаются на отдельные частицы, подобно гороху в разорвавшемся пакете?

Проделаем опыт. Возьмем два свинцовых цилиндрика. Ножом или лезвием зачистим их торцы до блеска и плотно прижмем друг к другу. Мы обнаружим, что цилиндрики "сцепятся". Сила их сцепления настолько велика, что при удачном проведении опыта цилиндрики выдерживают тяжесть гири в 5 кг.

Из опыта следует вывод: частицы веществ способны притягиваться друг к другу. Однако это притяжение возникает лишь тогда, когда поверхности тел очень гладкие (для этого и понадобилась зачистка лезвием) и, кроме того, плотно прижаты друг к другу.

Частицы веществ способны отталкиваться друг от друга. Это подтверждается тем, что жидкие, а особенно твердые тела очень трудно сжать. Например, чтобы сдавить резиновый ластик, требуется значительная сила! Ластик гораздо легче изогнуть, чем сдавить.

Притяжение или отталкивание частиц веществ возникает лишь в том случае, если они находятся в непосредственной близости. На расстояниях, чуть больших размеров самих частиц, они притягиваются. На расстояниях, меньших размеров частиц, они отталкиваются. Если же поверхности тел удалены на расстояние, заметно большее, чем размер частиц, то взаимодействие между ними не проявляется никак. Например, нельзя заметить никакого притяжения между свинцовыми цилиндриками, если их сначала не сжать, то есть не сблизить их частицы.

Энергия взаимодействия частиц. Поскольку частицы вещества взаимодействуют, они обладают потенциальной энергией. Докажем это на примере частиц жидкости.

Взгляните на рисунок. Шариками мы схематично изобразили молекулы воды. Для простоты мы разместили их на равных расстояниях друг от друга, хотя, согласно второму положению МКТ, молекулы постоянно и беспорядочно движутся. Если бы все молекулы находилась на равных расстояниях друг от друга (как, например, "синяя" молекула) , то силы их притяжения взаимно уравновешивались бы. Но молекулы беспорядочно движутся, из-за чего расстояния до ближайших соседок постоянно изменяются (см. "красную" молекулу) . Следовательно, и силы их притяжения неодинаковы, то есть не уравновешивают друг друга. Существование неуравновешенных сил и есть причина возникновения потенциальной энергии молекул и других частиц вещества.

Возникновение силы упругости. Сжимая или растягивая, изгибая или скручивая тело, мы сближаем или удаляем его частицы. Поэтому между ними возникают силы притяжения-отталкивания, которые мы и объединяем термином "сила упругости".