Što je ovo: toplinski pokret? Koja je pojava povezana?

Događaji fizičkog svijeta neraskidivo su povezani s promjenama temperature. S njom se svaka osoba upoznava u rano djetinjstvo, kad shvati da je led hladan i kuha vruća voda. Istovremeno, podrazumijeva se da se procesi promjene temperature ne pojavljuju istodobno. Tek tada u školi učenik uči da je to zbog toplinskog pokreta. I procesi povezani s temperaturom, identificirali su cijeli dio fizike.

Koja je temperatura?

Ovaj znanstveni koncept uvodi se kako bi zamijenio uobičajene pojmove. U svakodnevnom životu pojavljuju se riječi poput vruće, hladne ili topline. Svi govore o stupnju topline tijela. To je kako je definirano u fizici, samo uz dodatak da je skalarna količina. Uostalom, temperatura nema smjer, ali samo numerička vrijednost.

U međunarodnom sustavu jedinica (SI) temperatura se mjeri u stupnjevima Celzijusa (ordm-C). No, u mnogim formulama koje opisuju toplinske pojave, potrebno je prevesti u Kelvin (K). Za to postoji jednostavna formula: T = t + 273. U njoj T je temperatura u Kelvinu, a t je u Celzijevu. Kelvinska ljestvica povezana je s pojmom apsolutne nulte temperature.

Postoji još nekoliko temperaturnih vaga. U Europi i Americi, na primjer, tijekom Fahrenheita (F). Stoga, moraju biti u stanju zapisati u Celzijevu. Za to je potrebno oduzimati 32 od očitanja u Φ, a zatim podijeliti s 1.8.

Početna eksperiment

U svom objašnjenju je potrebno poznavati takve pojmove kao što su temperatura, toplinska kretanja. Da, i to je jednostavno.

Za njega će trebati tri tenkova. Trebali bi biti dovoljno veliki da se lako uklapaju u svoje ruke. Napunite ih vodom različitih temperatura. U prvom, mora biti jako hladno. U drugoj - grijani. U trećem, uliti vruću vodu, jedan u kojemu će se ruka moći držati.

Sada sam iskustvo. Spustite lijevu ruku u posudu hladne vode, desnu koja je najtoplije. Pričekajte nekoliko minuta. Skinite ih i odmah ih uronite u posudu s toplom vodom.

Rezultat će biti neočekivan. Lijeva ruka će osjetiti da je voda topla, desno će imati osjećaj hladne vode. To je zbog činjenice da se u početku uspostavlja termička ravnoteža s onim tekućinama u kojima su ruke u početku uronjene. A onda je ta ravnoteža oštro prekršena.

Glavne odrednice molekularno-kinetičke teorije

Opisuje sve fenomene vrućine. A ove su izjave vrlo jednostavne. Stoga je potrebno poznavati ove odredbe u razgovoru o toplinskom pokretu.

Prvo: tvari su formirane od najmanjih čestica, koje se nalaze na nekoj udaljenosti jedna od druge. A te čestice mogu biti i molekule i atomi. A udaljenost između njih je mnogo puta veća od veličine čestica.

Drugo: u svim tvarima promatrana je toplinska kretanja molekula, koja nikada ne prestaju. Čestice se kreću nasumično (kaotično).

Treće: čestice međusobno djeluju. Ova akcija je zbog sila privlačnosti i odbijanja. Njihova veličina ovisi o udaljenosti između čestica.

Potvrda prve odredbe ICBM-a

Dokaz da se tijela sastoje od čestica, između kojih postoje praznine, služi njima toplinsko širenje. Dakle, kada se tijelo zagrije, njegova se veličina povećava. To je zbog uklanjanja čestica jedni od drugih.

Još jedna potvrda je difuzija. To jest, prodiranje molekula jedne tvari između čestica druge. I taj se pokret ispostavlja uzajamnim. Difuzija napreduje brže, a daljnje molekule se nalaze. Stoga, u plinovima, međusobno prodiranje će se dogoditi mnogo brže nego u tekućinama. U krutinama, difuzija zahtijeva godine.

Usput, posljednji proces objašnjava toplinsko kretanje. Uostalom, međusobni prodor tvari u međusobno se događa bez ikakvih smetnji izvana. No, može se ubrzati ako se tijelo grije.

Potvrda druge MKT odredbe

Živi dokaz postojanja toplinskog gibanja je Brownov gibanje čestica. Razmatra se za suspendirane čestice, tj. One koji su znatno veći od molekula tvari. Te čestice mogu biti čestice prašine ili žitarice. I stavite ih u vodu ili plin.

Razlog za poremećene gibanje suspendirane čestice je da molekule djeluju na svim stranama na njemu. Njihova je akcija slučajna. Značaj utjecaja u svakom trenutku je drugačiji. Dakle, rezultatna sila usmjerena je na jednu ili na drugu stranu.

Ako govorimo o brzini toplinskih pokreta molekula, onda za njega postoji poseban naziv - srednja kvadratna. Može se izračunati pomoću formule:

v = radik - [(3kT) / m₀].

U njoj T je temperatura u Kelvinu, m₀ Je li masa jedne molekule, k je Boltzmannova konstanta (k = 1.38 * 10^-23 J / K).

Potvrda treće odredbe ICB-a

Čestice privlače i odbijaju. U objašnjenju mnogih procesa povezanih s toplinskim pokretima, to znanje je važno.

Uostalom, sile interakcije ovise o agregatnom stanju materije. Dakle, oni praktički nemaju plinove, jer su čestice uklonjene toliko da se njihova akcija ne očituje. U tekućinama i krutinama su vidljivi i osiguravaju očuvanje volumena tvari. U potonjem također jamče održavanje obrasca.

Dokaz o postojanju sila privlačnosti i odbijanja je pojava elastičnih sila u deformaciji tijela. Dakle, kada se rastezanje povećava, sile privlačnosti između molekula povećavaju, au slučaju kompresije snage privlačenja se odbijaju. Ali oba slučaja vraćaju izvorni oblik tijelu.

Prosječna energija toplinskog gibanja

Može se pisati od od osnovne MKT jednadžbe:

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

U ovoj formuli, p je tlak, V je volumen, N je broj molekula, a E je prosječna kinetička energija.

S druge strane, ova se jednadžba može pisati kao:

(pV) / N = kT.

Ako se kombiniraju, dobivamo sljedeću jednakost:

(2E) / 3 = kT.

Iz toga slijedi formula za prosječnu kinetičku energiju molekula:

E = (3kT) / 2.

Stoga je jasno da je energija proporcionalna temperaturi tvari. To jest, kada se potonji povećavaju, čestice se kreću brže. To je suština toplinskog gibanja koja postoji, sve dok postoji temperatura različita od apsolutne nulte.