Il moto delle particelle in sospensione nei fluidi in quiete, come previsto dalla teoria cinetico-molecolare del calore

Über die von der molerkulariketischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen, Annalen der Physik, XVII, 1905, pp. 549-560; traduzione di Giuseppe Longo in Opere scelte, parte seconda, pp. 136-147.

Incipit

In questo lavoro faremo vedere come, secondo la teoria cinetico-molecolare del calore, particelle in sospensione in una soluzione compiano, in conseguenza del moto termico delle molecole, movimenti di ampiezza tale che li si può agevolmente osservare al microscopio, purché, beninteso, la dimensione delle particelle stesse sia accessibile allo strumento. Può darsi che i moti che qui saranno considerati coincidano con il cosiddetto «moto molecolare browniano»; tuttavia i dati che ho potuto ottenere su quest'ultimo sono così imprecisi che non mi è stato possibile formulare alcun giudizio in merito.
Se il moto in questione si potrà effettivamente osservare, con tutte le regolarità che per esso ci si possono attendere, la termodinamica classica non sarà più da considerare esattamente valida già per spazi microscopicamente distinguibili, e quindi una determinazione esatta della vera grandezza degli atomi sarà possibile. Se viceversa la nostra previsione si dimostrasse incerta, ciò fornirebbe un serio argomento contro la concezione cinetico-molecolare del calore.

Citazioni

• Adottando il punto di vista della teoria cinetico-molecolare del calore si giunge tuttavia a un'altra conclusione. Secondo questa teoria, una molecola di soluto si differenzia da una particella soltanto per la grandezza, e non si comprende allora perché a un dato numero di queste particelle non dovrebbe corrispondere una pressione osmotica come quella che corrisponde allo stesso numero di molecole di soluto. (p. 137)
• Con queste considerazioni si è dimostrato che l'esistenza della pressione osmotica è una conseguenza della teoria cinetico-molecolare del calore e che, in base a questa teoria, numeri uguali di molecole di soluto e di particelle in sospensione si comportano, in presenza di una forte diluizione, in modo perfettamente uguale per quanto riguarda la pressione osmotica. (p. 141)
• Dalle condizioni [1] e [2] dell'equilibrio dinamico si può calcolare il coefficiente di diffusione, ottenendo
  
  
  
  Il coefficiente di diffusione D dipende dunque, oltre che da costanti universali e dalla temperatura assoluta, solo dal coefficiente di viscosità del liquido e dalla grandezza delle particelle in sospensione. (pp. 142-143)

Explicit

Viceversa la relazione trovata si può utilizzare per determinare il valore di N. Si ottiene

È sperabile che qualche ricercatore riesca, tra non molto, a risolvere il problema qui suggerito, che è così importante in relazione alla teoria del calore!

Berna, maggio 1905 (Ricevuto l'11 marzo 1905)