Što je to: toplinski pokret? S kojim je pojmovima povezano?

Događaji fizičkog svijeta neraskidivo su povezani s promjenama temperature. S njom se svaka osoba upoznava u rano djetinjstvo, kad shvati da je led hladan, a kipuća voda gori. Istovremeno, podrazumijeva se da se procesi promjene temperature ne pojavljuju trenutačno. 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 se pojavljuju riječi poput vruće, hladne ili tople. 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 (° 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 konceptom apsolutne nulte temperature.

Postoji još nekoliko temperaturnih ljestvica. U Europi i Americi, primjerice, tijekom Fahrenheita (F). Stoga moraju biti u stanju napisati u Celzijevu. Da biste to učinili, potrebno je oduzeti 32 od očitanja u F, a zatim podijeliti s 1,8.

Početna eksperiment

U svom objašnjenju je potrebno znati takve pojmove kao što su temperatura, toplinski pokret. Da, i to je jednostavno.

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

Sada samo iskustvo. Spustite lijevu ruku u spremnik hladne vode, desno s najtoplijim. 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 ova ravnoteža oštro prekršena.

Glavne odrednice molekularno-kinetičke teorije

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

Prvo: tvari se formiraju male čestice, 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 gibanja molekula, koja nikada ne prestaje. Čestice se kreću nasumično (kaotično).

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

Potvrda prve MKT odredbe

Dokaz činjenice da se tijela sastoje od čestica, između kojih postoje praznine, je njihova toplinska ekspanzija. 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 drugog. I ovaj se pokret ispostavlja uzajamnim. Difuzija se odvija brže, smještene su daljnje udaljene molekule. Stoga, u plinovima, međusobno prodiranje će se dogoditi mnogo brže nego u tekućinama. U krutom stanju, difuzija zahtijeva godine.

Usput, posljednji proces objašnjava toplinsku kretnju. Uostalom, međusobno prodiranje 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. Za one koji su znatno veći od molekula materije. Ove čestice mogu biti čestice prašine ili žitarice. I stavite ih u vodu ili plin.

Razlog slučajnog gibanja suspendirane čestice je da molekule djeluju na sve strane. Njihova je akcija slučajna. Snaga utjecaja u svakom trenutku je drugačija. Dakle, rezultatna sila usmjerena je jedan i drugi način.

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

V = √ [(3kT) / m ₀ ].

U njoj T je temperatura u Kelvinu, m ₀ je masa jedne molekule, k je Boltzmannova konstanta (k = 1,38 x 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, za plinove praktički nema, budući da se čestice uklanjaju tako toliko da se njihova akcija ne očituje. U tekućinama i krutinama su vidljivi i osiguravaju očuvanje volumena tvari. U potonjem jamče i održavanje obrasca.

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

Prosječna energija toplinskog gibanja

Može se napisati iz 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 napisati kao:

(PV) / N = kT.

Ako ih kombinirate, dobivate 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 potonja povećavaju, čestice se kreću brže. To je suština toplinskog gibanja koja postoji, sve dok postoji temperatura različita od apsolutne nule.