Не скроем, что замысел этой книги возник у нас во время путешествия из Софии в Пловдив. Перенесемся в «Волгу», несущуюся по новенькому шоссе. Куда и с какой скоростью она движется? Предположим, что скорость «Волги» равна 120 км/ч, или 3333 см/с. Это скорость автомобиля, рассматриваемого как единое целое. Но мы уже твердо решили ничего не рассматривать как единое целое, потому что при этом, как правило, теряешь самое главное. «Волга» для нас — это облако, состоящее из молекул, которые к тому же непрерывно обновляются. Какая-то часть из них отлетает назад вместе с выхлопными газами, какая-то часть добавляется, например, вместе с частицами пыли, налипающими на ветровое стекло. Но это обновление нас пока не интересует. Интересует нас вопрос: какова средняя скорость одной молекулы?
Температура «Волги» равна, скажем, 23°С, или 300 К. Этому соответствует средняя энергия, приходящаяся на одну молекулу, 4,14-10~14 эрг (температуру мы умножили на постоянную Больцмана). Средняя масса молекулы равна 3,3-10~23 г. (масса 20 протонов). Подсчитываем, на карманном калькуляторе и получаем среднюю скорость молекулы 50 000 см/с. Что же отсюда следует? Среди молекул, составляющих «Волгу», несущуюся в Пловдив со скоростью 120 км/ч встречаются такие, которые движутся по направлению из Пловдива в Софию со скоростью, в 10 раз большей. Подобных молекул не так уж мало. Если считать все направления движения молекул равновероятными, то в направлении, противоположном направлению движения «Волги», каждый раз движется около половины молекул, правда, с различными скоростями.
То, что мы называем скоростью движения «Волги», и то, что мы воспринимаем как таковую, получается следующим образом. Нужно сложить между собой количества движения всех молекул и полученную сумму разделить на массу «Волги», т.е. опять-таки на сумму масс всех молекул. Еще раз подтвердилась важность понятия количества движения. Но хватит разъезжать в чужих автомобилях, пора изобрести свой, ни на что не похожий.