История развития кинетической теории газов и перспективы исследования её для биологии

IX Всеармейская научно-практическая конференция

с международным участием

«Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и поражённых»

 

 


 

Довгуша В.В., Кулешов В.И., Мясников А.А.                                                                               ИСИОРИЯ РАЗВИТИЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ И ПЕРСПЕКИВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЕЁ ДЛЯ БИОЛОГИИ                                                                                              ВМедА им. С.М.Кирова Санкт-Петербург, ЗАО «Атом-Мед Центр», г. Санкт-Петербург                                                                                                                                             

       К середине XIX столетия атомистика шагнула вперед. Достаточно вспомнить лишь основной закон, сформулированный Авогадро в 1811 году: равные объемы газа при одинаковых давлении и температуре содержат одинаковое число молекул. В период создания основ кинетической теории значение этого числа еще не было известно. Датой возникновения кинетической теории газов, как мы ее понимаем сегодня, следует считать 1859 год, когда Дж. Максвелл на заседании Британской ассоциации содействия развитию науки прочитал доклад, в котором впервые был использован статистический подход к проблеме. Максвелл первый пришёл к известной формуле для распределения скоростей молекул газа, а также ввёл понятие вероятности физического явления. Учёные увидели, что второй закон термодинамики из ранга достоверных законов может переходить в ранг вероятных  (динамических и/или   статистических).
      В 1873 г. появилась первая работа Ван-дер-Ваальса (1837-1923), в которой показано, что достаточно исправить изложенную выше теорию лишь в двух пунктах, чтобы прийти к выводам, применимым к реальным газам. Во-первых, надо учесть, что объем молекул не равен нулю, так что при неограниченном увеличении давления объем газа стремится не к нулю, а к определенному конечному значению, называемому «коволюмом» и связанному с полным объемом молекул газа. Во-вторых, нужно учесть взаимное притяжение молекул, т. е. силы сцепления (когезия), что приводит к некоторому уменьшению давления, потому что каждая молекула газа в момент ее соударения со стенкой как бы тормозится притяжением остальных молекул. Учитывая эти две поправки, Ван-дер-Ваальс дал уравнение состояния газа, носящее сейчас его имя и применимое даже к не очень плотной жидкости (например, к воде).
      Физи́ческая кине́тика (др. греч. - движение) — микроскопическая теория процессов в неравновесных средах. В кинетике методами квантовой или классической статистической  физики  изучают процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в различных физических системах (газах, плазме, жидкостях, твёрдых телах) и влияние на них внешних полей. В отличие от термодинамики неравновесных процессов и электродинамики сплошных сред, кинетика исходит из представления о молекулярном строении рассматриваемых сред, что позволяет вычислить из первых принципов кинетические коэффициенты, диэлектрические и магнитные проницаемости и другие характеристики сплошных сред. Физическая кинетика включает в себя кинетическую теорию газов из нейтральных атомов или молекул и др. К ней же относится  кинетика фазовых переходов, процессы супрамолекулярной химии и газогидрато образования.      Основными положениями  молекулярно - кинетической теории является:                                                                    1. Все вещества состоят из молекул, т.е. имеют дискретное строение, молекулы разделены промежутками.                                                                                                                                               2. Молекулы находятся в непрерывном беспорядочном (хаотическом) движении.                                                                                                                                   3. Между молекулами  существуют силы взаимодействия. 
     С физической точки зрения неравновесный молекулярный газ представляет собой необычное состояние вещества, своеобразие свойств которого определяется возможностью варьировать в определенных пределах запасом и распределением внутренней энергии.  С  80-х годов  началось интенсивное изучение неравновесного газа.  Таким образом, интерес к неравновесным явлениям в газе, зародившийся первоначально в довольно узкой области, постепенно расширяется, в том числе и в биологии и медицине.
Последние десятилетия в физике, биологии, психологии и в других областях научного знания сделаны открытия, которые заставляют в очередной раз переосмыслить огромное количество новых, фундаментальных данных, которые, зачастую не воспринимаются многими учёными. Под защитой барьера междисциплинарных границ природа хранит основную, важную часть своих секретов. Не может нейтральная (инертная) молекула (атом) быть наркотиком!!!
       
В ближайшее время в интересах биологии и медицины необходимо провести исследования по определению и  изучению:                                                                                                               - электронного состояния инертных и других газов в полости ассоциата, кластера молекул воды биологических жидкостей;                                                                                                                - оценить устойчивость этих водных структур с различными вариантами внедрения атомов и молекул газов (вид, количество, двойные, смешанные и т.д.);                                                                    - время жизни газовых структур внутри полости кластера;                                                                - структурное состояние и возможности химических реакций между газами в полости кластера;                                                                                                                                               - степень поляризации и величина возникающего индуцированного дипольного момента;                                                                                                 - изменение геометрических параметров газов в полости кластеров;                                                                        - динамическая модуляция излучений различных газов (кластеров газов), спектр и параметры и др.

                                                                                                              

Email: vit130144@yandex.ru

V.V.Dovgusha