Kaj je to: toplotno gibanje? S kakšnimi pojmi je to povezano?

Dogodki fizičnega sveta so neločljivo povezani s spremembami temperature. Z njo se vsak človek spozna v zgodnjem otroštvu, ko razume, da je led mrzel in vre toplo vodo. Hkrati se razume, da se procesi spremembe temperature ne pojavljajo takoj. Šele potem v šoli učenec izve, da je to posledica termičnega gibanja. In procesi, povezani s temperaturo, so opredelili celoten del fizike.

Kakšna je temperatura?

Ta znanstveni koncept je uveden, da bi nadomestil običajne izraze. V vsakdanjem življenju se vedno pojavljajo besede, kot so vroče, hladno ali toplo. Vsi govorijo o stopnji toplote telesa. Tako je definirano v fiziki, samo s tem, da je to skalarna količina. Navsezadnje temperatura nima smeri, temveč le številčno vrednost.

V mednarodnem sistemu enot (SI) se temperatura meri v stopinjah Celzija (ordm-C). Toda v mnogih formulah, ki opisujejo termične pojave, ga je potrebno prevesti v Kelvin (K). Za to obstaja preprosta formula: T = t + 273. V njej je T temperatura v Kelvinu in t je v Celziju. Kelvinova lestvica je povezana s konceptom absolutne ničelne temperature.

Obstaja nekaj več temperaturnih lestvic. V Evropi in Ameriki, na primer, v času Fahrenheita (F). Zato morajo biti sposobni zapisati v Celziju. Za to je potrebno odšteti 32 odčitkov v Φ, nato ga razdeliti za 1.8.

Domači eksperiment

V svoji razlagi je treba poznati takšne pojme kot temperatura, termično gibanje. Ja, in za izvedbo te izkušnje je enostavno.

Za njega bo potreboval tri cisterne. Biti morajo dovolj veliki, da se zlahka prilegajo v svoje roke. Napolnite jih z vodo različnih temperatur. V prvem, mora biti zelo mrzlo. V drugem - ogrevano. V tretji, vlijemo vročo vodo, tisto, v kateri bo roka mogoče držati.

Zdaj izkušnje sama. Spustite levo roko v posodo s hladno vodo, desno z najbolj vročimi. Počakajte nekaj minut. Odstranite jih in jih takoj potopite v posodo s toplo vodo.

Rezultat bo nepričakovan. Leva roka bo občutila, da je voda topla, pravica bo imela občutek hladne vode. To je posledica dejstva, da se na začetku določi termično ravnotežje s tistimi tekočinami, v katere se roke prvotno potopijo. In potem je to ravnovesje močno kršeno.

Glavne določbe molekularno-kinetične teorije

Opisuje vse toplotne pojave. Te izjave so precej preproste. Zato je treba te določbe poznati v pogovoru o termičnem gibanju.

Prvič: snovi tvorijo najmanjši delci, ki se nahajajo med seboj na razdalji. Ti delci so lahko molekule in atomi. Razdalja med njimi je veliko večja od velikosti delcev.

Drugič: pri vseh snoveh se opazuje termično gibanje molekul, ki se nikoli ne ustavi. Delci se premikajo naključno (kaotično).

Tretjič: delci medsebojno komunicirajo. To je posledica sil privlačnosti in odbijanja. Njihova velikost je odvisna od razdalje med delci.

Potrditev prve določbe ICBM

Dokaz, da so telesa sestavljena iz delcev, med katerimi so vrzeli, jim služi toplotna širitev. Tako, ko se telo segreje, se njegova velikost poveča. To je posledica odstranitve delcev drug od drugega.

Druga potrditev tega je difuzija. To pomeni prodiranje molekul ene snovi med delce drugega. In to gibanje se zdi vzajemno. Diffusion poteka hitreje, nahajajo se nadaljnje narazen molekule. Zato se bo v plinih vzajemno penetracija zgodila veliko hitreje kot v tekočinah. In v trdnih delih, difuzija zahteva let.

Mimogrede, zadnji proces pojasnjuje termično gibanje. Navsezadnje se vzajemno prodiranje snovi med seboj dogaja brez zunanjega vplivanja. Lahko pa se pospeši, če se telo segreje.

Potrditev druge določbe MKT

Živi dokaz o obstoju termičnega gibanja je Browniško gibanje delcev. Upošteva se za suspendirane delce, to je za tiste, ki so bistveno večje od molekul snovi. Ti delci so prašni delci ali zrna. In jih dajte v vodo ali plin.

Razlog za neurejeno gibanje suspendirane delce je, da molekule delujejo na vseh straneh. Njihovo delovanje je naključno. Velikost vplivov v vsakem trenutku je drugačna. Zato je rezultanta sile usmerjena na eno ali drugo stran.

Če govorimo o hitrosti termičnega gibanja molekul, potem za to obstaja posebno ime - srednja kvadratna. Izračuna se po formuli:

v = radik - [(3kT) / m₀].

V njej je T temperatura v Kelvin, m₀ Je masa ene molekule, k je boltzmanska konstanta (k = 1,38 * 10^-23 J / K).

Potrditev tretje določbe ICB

Delci privlačijo in odbijajo. V razlagi številnih procesov, povezanih s termičnim gibanjem, je to znanje pomembno.

Navsezadnje so sile interakcije odvisne od agregatnega stanja snovi. Tako praktično nimajo plinov, saj so delci toliko odstranjeni, da se njihovo delovanje ne kaže. V tekočinah in trdnih delcih so opazne in zagotavljajo ohranjanje količine snovi. V slednjem zagotavljajo tudi vzdrževanje obrazca.

Dokaz o obstoju privlačnih in odbojnih sil je pojav elastičnih sil pri deformaciji teles. Tako se pri povečanju raztezanja poveča sila privlačnosti med molekulami, v primeru stiskanja pa se odbijajo sile privlačnosti. Toda v obeh primerih vrnejo originalni obrazec telesu.

Povprečna energija termičnega gibanja

Lahko ga napišete osnovne enačbe MKT:

(pV) / N = (2E) / 3.

V tej formuli je p tlak, V je volumen, N je število molekul in E je povprečna kinetična energija.

Po drugi strani pa je ta enačba lahko zapisana kot:

(pV) / N = kT.

Če so združeni, dobimo naslednjo enakost:

(2E) / 3 = kT.

Iz tega sledi formula za povprečno kinetično energijo molekul:

E = (3kT) / 2.

Zato je jasno, da je energija sorazmerna s temperaturo snovi. To pomeni, da se slednji povečujejo hitreje. To je bistvo termičnega gibanja, ki obstaja, če je temperatura drugačna od absolutne ničle.