Energia cinetică este aceeaenergie, care este determinată de viteza de mișcare a diferitelor puncte aparținând acestui sistem. În acest caz, ar trebui să facem distincția între energie, care caracterizează mișcarea de translație și mișcarea de rotație. În același timp, energia cinetică medie este diferența medie între energia totală a întregului sistem și energia sa de repaus, adică, în esență, valoarea sa este energia potențială medie.
Valoarea sa fizică este determinată de formula 3/ 2 kT, în care sunt desemnate: T - temperatura, k - constanta Boltzmann. Această valoare poate servi ca un fel de criteriu de comparație (standard) pentru energiile conținute în diferite tipuri de mișcare termică. De exemplu, energia cinetică medie pentru moleculele de gaz în studiul mișcării de translație este de 17 (- 10) nJ la o temperatură a gazului de 500 C. De regulă, electronii au cea mai mare energie în mișcarea de translație, dar energia atomilor neutri iar ionii sunt mult mai puțini.
Această valoare, dacă luăm în considerare orice soluție, gaz sau lichid la o anumită temperatură, are o valoare constantă. Această afirmație este valabilă și pentru soluțiile coloidale.
Situația este oarecum diferită cu solidăsubstanțe. În aceste substanțe, energia cinetică medie a oricărei particule este prea mică pentru a depăși forțele de atracție moleculară și, prin urmare, se poate deplasa numai în jurul unui anumit punct, care fixează convențional o anumită poziție de echilibru a particulei pe o perioadă lungă de timp. Această proprietate permite solidului să fie suficient de stabil ca formă și volum.
Dacă luăm în considerare condițiile:mișcare de translație și un gaz ideal, atunci aici energia cinetică medie nu este o cantitate dependentă de greutatea moleculară și, prin urmare, este definită ca o valoare direct proporțională cu valoarea temperaturii absolute.
Am făcut toate aceste judecăți cu scopularată că sunt valabile pentru toate tipurile de stări agregate ale materiei - în oricare dintre ele, temperatura acționează ca principală caracteristică care reflectă dinamica și intensitatea mișcării termice a elementelor. Și aceasta este esența teoriei cinetice moleculare și conținutul conceptului de echilibru termic.
După cum știți, dacă vin două corpuri fiziceîn interacțiune între ele, apoi are loc un proces de transfer de căldură între ele. Dacă corpul este un sistem închis, adică nu interacționează cu niciun corp, atunci procesul său de schimb de căldură va dura atâta timp cât este nevoie pentru a egaliza temperaturile acestui corp și ale mediului. Această stare se numește echilibru termodinamic. Această concluzie a fost confirmată în mod repetat de rezultatele experimentelor. Pentru a determina energia cinetică medie, ar trebui să ne referim la caracteristicile temperaturii unui corp dat și la proprietățile sale de transfer de căldură.
De asemenea, este important să se ia în considerare faptul că microprocesele din interiorcorpurile nu se termină atunci când corpul intră în echilibru termodinamic. În această stare, moleculele se mișcă în interiorul corpurilor, își schimbă viteza, impactul și coliziunile. Prin urmare, numai una dintre afirmațiile noastre este îndeplinită - volumul corpului, presiunea (dacă vorbim despre gaz), pot diferi, dar temperatura va rămâne constantă. Aceasta confirmă încă o dată afirmația că energia cinetică medie a mișcării termice în sistemele izolate este determinată exclusiv de indicele de temperatură.
Acest model a fost stabilit în cursul experimentelor de către J.Charles în 1787. Efectuând experimente, el a observat că atunci când corpurile (gazele) sunt încălzite cu aceeași cantitate, presiunea lor se modifică în conformitate cu o lege direct proporțională. Această observație a făcut posibilă crearea a numeroase dispozitive și lucruri utile, în special - un termometru cu gaz.
