/ / Vidējā kinētiskā enerģija

Vidējā kinētiskā enerģija

Kinētiskā enerģija ir tāenerģiju, ko nosaka dažādu šai sistēmai piederošo punktu kustības ātrums. Šajā gadījumā ir nepieciešams atšķirt enerģiju, kas raksturo translācijas kustību un rotācijas kustību. Tajā pašā laikā vidējā kinētiskā enerģija ir vidējā starpība starp visas sistēmas kopējo enerģiju un tās atpūtas enerģiju, proti, tās vērtība ir potenciālās enerģijas vidējā vērtība.

Tās fizisko vērtību nosaka 3. formula/ 2 kT, kur apzīmēti: T - temperatūra, k - Boltzmana konstante. Šī vērtība var kalpot kā sava veida salīdzināšanas kritērijs (standarts) enerģijām, kuras satur dažādi termiskās kustības veidi. Piemēram, translācijas kustības pētījumā gāzes molekulu vidējā kinētiskā enerģija ir 17 (- 10) nJ pie gāzes temperatūras 500 C. Parasti elektroniem ir vislielākā enerģija translācijas kustībā, bet neitrālu atomu enerģija un jonu ir daudz mazāk.

Šai vērtībai, ja mēs ņemam vērā jebkuru šķīdumu, gāzi vai šķidrumu, kas atrodas noteiktā temperatūrā, ir konstanta vērtība. Šis apgalvojums attiecas uz koloidāliem risinājumiem.

Situācija ir stipri atšķirīgavielas. Šajās vielās jebkuras daļiņas vidējā kinētiskā enerģija ir pārāk maza, lai pārvarētu molekulārās piesaistes spēkus, un tāpēc tā var pārvietoties tikai noteiktā punktā, kas nosacīti nosaka noteiktu daļiņu līdzsvaru ilgā laika periodā. Šī īpašība ļauj cietajam materiālam un tilpumam būt diezgan stabilam.

Ja mēs ņemam vērā nosacījumus:translācijas kustība un ideāla gāze, šeit vidējā kinētiskā enerģija nav daudzums, kas atkarīgs no molekulmasas, un tāpēc tiek definēts kā vērtība, kas ir tieši proporcionāla absolūtās temperatūras vērtībai.

Mēs esam izvirzījuši visus šos spriedumus ar mērķilai parādītu, ka tie ir derīgi visiem materiāla agregātstāvokļu veidiem - jebkurā no tiem temperatūra darbojas kā galvenā pazīme, kas atspoguļo elementu termiskās kustības dinamiku un intensitāti. Un tā ir molekulārās kinētiskās teorijas būtība un termiskā līdzsvara jēdziena saturs.

Kā jūs zināt, ja nāk divi fiziskie ķermeņisavstarpējā mijiedarbībā, tad starp tiem notiek siltuma pārneses process. Ja ķermenis ir slēgta sistēma, tas ir, tas nesadarbojas ne ar vienu ķermeni, tad tā siltuma apmaiņas process ilgs tik ilgi, cik nepieciešams, lai izlīdzinātu šī ķermeņa un apkārtējās vides temperatūru. Šo stāvokli sauc par termodinamisko līdzsvaru. Šo secinājumu atkārtoti apstiprināja eksperimentu rezultāti. Lai noteiktu vidējo kinētisko enerģiju, jāatsaucas uz konkrētā ķermeņa temperatūras īpašībām un tā siltuma pārneses īpašībām.

Ir svarīgi arī ņemt vērā, ka mikroprocesori iekšpusēķermeņi nebeidzas pat tad, kad ķermenis nonāk termodinamiskā līdzsvarā. Šajā stāvoklī molekulas pārvietojas ķermeņu iekšienē, maina to ātrumu, triecienus un sadursmes. Tāpēc ir izpildīts tikai viens no mūsu vairākajiem apgalvojumiem - ķermeņa tilpums, spiediens (ja mēs runājam par gāzi) var atšķirties, bet temperatūra joprojām paliks nemainīga. Tas vēlreiz apstiprina apgalvojumu, ka siltuma kustības vidējo kinētisko enerģiju izolētās sistēmās nosaka vienīgi temperatūras indekss.

Šo modeli eksperimentu gaitā izveidoja Dž.Čārlzs 1787. gadā. Veicot eksperimentus, viņš pamanīja, ka, ķermeņus (gāzes) sildot ar tādu pašu daudzumu, to spiediens mainās saskaņā ar tieši proporcionālu likumu. Šis novērojums ļāva izveidot daudzas noderīgas ierīces un lietas, jo īpaši - gāzes termometru.