Hva er det: varmebevegelse? Hvilke konsepter er det forbundet med?

Begivenhetene i den fysiske verden er uløselig knyttet tilendringer i temperatur. Hver person blir kjent med henne i tidlig barndom, når han innser at isen er kald og kokende vann brenner. Samtidig kommer forståelsen av at prosessene med temperaturendring ikke skjer momentant. Senere, på skolen, lærer eleven hva som er forbundet med varmebevegelse. Og prosessene knyttet til temperatur, er en hel del av fysikk tildelt.

Hva er temperatur?

Dette vitenskapelige konseptet ble introdusert for å erstatte det vanligevilkår. Ord som varmt, kaldt eller varmt dukker stadig opp i hverdagen. De snakker alle om graden av kroppsvarme. Slik er det definert i fysikk, bare med tillegg at det er en skalar størrelse. Tross alt har temperaturen ingen retning, men bare en numerisk verdi.

I det internasjonale enhetssystemet (SI), temperaturmålt i grader Celsius (ºС). Men i mange formler som beskriver termiske fenomener, er det nødvendig å oversette det til Kelvin (K). For dette er det en enkel formel: T = t + 273. I den er T temperaturen i Kelvin, og t er i Celsius. Kelvin-skalaen er assosiert med begrepet absolutte nulltemperaturer.

Det finnes flere temperaturskalaer.I Europa og Amerika brukes for eksempel Fahrenheit (F). Derfor må de kunne skrive dem ned i Celsius. For å gjøre dette er det nødvendig å trekke 32 fra avlesningene i F, og deretter dele den med 1,8.

Hjemmeeksperiment

I sin forklaring er det nødvendig å kjenne til slike begreper som temperatur, termisk bevegelse. Og det er enkelt å gjennomføre dette eksperimentet.

For ham må du ta tre beholdere.De bør være store nok til å passe hendene dine lett. Fyll dem med vann med forskjellige temperaturer. I den første skal det være veldig kaldt. I den andre - varmet opp. Hell varmt vann i den tredje, der det vil være mulig å holde en hånd.

Nå selve opplevelsen. Dypp venstre hånd i en beholder med kaldt vann, og høyre hånd med den varmeste. Vent et par minutter. Ta dem ut og dypp dem umiddelbart i en beholder med varmt vann.

Resultatet vil være uventet.Venstre hånd vil føle at vannet er varmt, mens høyre hånd vil føle følelsen av kaldt vann. Dette skyldes det faktum at termisk likevekt i utgangspunktet etableres med de væskene som hendene først er nedsenket i. Og så blir denne balansen drastisk forstyrret.

Grunnleggende prinsipper for molekylær kinetisk teori

Den beskriver alle termiske fenomener. Og disse utsagnene er ganske enkle. Derfor, når man snakker om termisk bevegelse, må disse bestemmelsene være kjent.

Først:stoffer dannes av de minste partiklene som befinner seg i en viss avstand fra hverandre. Dessuten kan disse partiklene være både molekyler og atomer. Og avstanden mellom dem er mange ganger større enn partikkelstørrelsen.

For det andre: i alle stoffer er det en termisk bevegelse av molekyler, som aldri stopper. I dette tilfellet beveger partiklene seg tilfeldig (kaotisk).

For det tredje: partiklene samhandler med hverandre. Denne handlingen skyldes kreftene til tiltrekning og frastøting. Verdien deres avhenger av avstanden mellom partiklene.

Bekreftelse av den første bestemmelsen i ICB

Bevis på at kropper er laget av partikler,mellom hvilke det er hull, tjener deres termiske ekspansjon. Så når kroppen varmes opp, øker størrelsen. Dette skjer på grunn av fjerning av partikler fra hverandre.

En annen bekreftelse på ovenstående erspredning. Det vil si penetrering av molekyler av ett stoff mellom partiklene til et annet. Dessuten viser denne bevegelsen seg å være gjensidig. Diffusjonen fortsetter jo raskere jo lenger fra hverandre molekylene er. I gasser vil derfor gjensidig penetrasjon skje mye raskere enn i væsker. Og i faste stoffer tar diffusjon år.

Forresten, den siste prosessen forklarer også den termiske bevegelsen. Tross alt skjer gjensidig penetrasjon av stoffer inn i hverandre uten forstyrrelser fra utsiden. Men det kan akselereres ved å varme opp kroppen.

Bekreftelse av den andre bestemmelsen i ICB

Et klart bevis på at det er dettermisk bevegelse er den brownske bevegelsen til partikler. Det vurderes for suspenderte partikler, det vil si for de som er betydelig større enn molekylene til stoffet. Disse partiklene kan være støvflekker eller korn. Og de skal legges i vann eller gass.

Årsaken til den uregelmessige bevegelsen til vektetpartikler i det faktum at molekyler virker på det fra alle kanter. Handlingen deres er uberegnelig. Størrelsen på virkningene i hvert øyeblikk er forskjellig. Derfor blir den resulterende kraften rettet den ene eller den andre veien.

Hvis vi snakker om hastigheten på termisk bevegelse av molekyler, så er det et spesielt navn for det - roten betyr kvadratet. Det kan beregnes ved hjelp av formelen:

v = √ [(3kT) / m₀n.

I den er T temperaturen i Kelvin, m₀ Er massen til ett molekyl, k er Boltzmann-konstanten (k = 1,38 * 10^-23 J/K).

Bekreftelse av den tredje bestemmelsen i ICB

Partikler tiltrekker og frastøter. For å forklare mange av prosessene knyttet til termisk bevegelse, viser denne kunnskapen seg å være viktig.

Tross alt er samhandlingskreftene avhengig av aggregatetnår det gjelder. Så, gasser har dem praktisk talt ikke, siden partiklene fjernes så mye at effekten deres ikke manifesteres. I væsker og faste stoffer er de merkbare og sikrer bevaring av stoffets volum. I sistnevnte garanterer de også å holde seg i form.

Bevis på eksistensen av tiltrekningskreftene ogfrastøtning er utseendet av elastiske krefter under deformasjon av kropper. Så med forlengelse øker tiltrekningskreftene mellom molekyler, og med kompresjon frastøtende. Men i begge tilfeller returnerer de kroppen til sin opprinnelige form.

Gjennomsnittlig energi av termisk bevegelse

Det kan skrives fra den grunnleggende ligningen til MKT:

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

I denne formelen er p trykket, V er volumet, N er antall molekyler, og E er gjennomsnittlig kinetisk energi.

På den annen side kan denne ligningen skrives slik:

(pV)/N = kT.

Hvis du kombinerer dem, får du følgende likhet:

(2E) / 3 = kT.

Fra den følger følgende formel for gjennomsnittlig kinetisk energi til molekyler:

E = (3kT) / 2.

Av dette kan man se at energien er proporsjonal medtemperaturen til stoffet. Det vil si at når sistnevnte stiger, beveger partiklene seg raskere. Dette er essensen av termisk bevegelse, som eksisterer så lenge det er en annen temperatur enn absolutt null.