Шта је то: кретање топлоте? Са којим концептима је повезан?

Догађаји у физичком свету су нераскидиво повезани сапромене температуре. Сваки човек је упознаје у раном детињству, када схвати да је лед хладан и да врела вода гори. Истовремено долази до схватања да се процеси промене температуре не дешавају тренутно. Касније, у школи, ученик учи шта је повезано са кретањем топлоте. А процеси повезани са температуром, додељује се цео део физике.

Шта је температура?

Овај научни концепт је уведен да замени обичануслови. Речи као што су топло, хладно или топло стално се појављују у свакодневном животу. Сви говоре о степену телесне топлоте. Тако се то дефинише у физици, само уз додатак да је то скаларна величина. На крају крајева, температура нема правац, већ само нумеричку вредност.

У међународном систему јединица (СИ), температурамерено у степенима Целзијуса (ºС). Али у многим формулама које описују термичке појаве, потребно је то превести у Келвин (К). За ово постоји једноставна формула: Т = т + 273. У њој је Т температура у Келвинима, а т у Целзијусима. Келвинова скала је повезана са концептом апсолутне нулте температуре.

Постоји још неколико температурних скала.У Европи и Америци, на пример, користи се Фаренхајт (Ф). Због тога морају бити у стању да их запишу у Целзијусима. Да бисте то урадили, потребно је одузети 32 од очитавања у Ф, а затим га поделити са 1,8.

Кућни експеримент

У његовом објашњењу потребно је познавати концепте као што су температура, топлотно кретање. И овај експеримент је лако извести.

За њега ћете морати да узмете три контејнера.Требало би да буду довољно велике да вам лако стану у руке. Напуните их водом различите температуре. У првом, требало би да буде веома хладно. У другом - загрејано. У трећу сипајте топлу воду у којој ће се моћи држати за руку.

Сада само искуство. Уроните леву руку у посуду са хладном водом, а десну у најтоплију. Сачекај пар минута. Извадите их и одмах потопите у посуду са топлом водом.

Резултат ће бити неочекиван.Лева рука ће осетити да је вода топла, десна ће осетити хладну воду. То је због чињенице да се топлотна равнотежа прво успоставља са оним течностима у које су руке у почетку уроњене. А онда се ова равнотежа драстично поремети.

Основни принципи молекуларне кинетичке теорије

Описује све термичке појаве. А ове изјаве су прилично једноставне. Стога, када се говори о топлотном кретању, ове одредбе морају бити познате.

Први:супстанце се формирају од најмањих честица које се налазе на извесној удаљености једна од друге. Штавише, ове честице могу бити и молекули и атоми. А растојање између њих је много пута веће од величине честица.

Друго: у свим супстанцама постоји топлотно кретање молекула, које никада не престаје. У овом случају, честице се крећу насумично (хаотично).

Треће: честице међусобно делују. Ова акција је због сила привлачења и одбијања. Њихова вредност зависи од удаљености између честица.

Потврда прве одредбе ИЦБ-а

Доказ да су тела направљена од честица,између којих постоје празнине служи њихово топлотно ширење. Дакле, када се тело загреје, његова величина се повећава. Ово се дешава због уклањања честица једна од друге.

Још једна потврда горе наведеног једифузију. То јест, продирање молекула једне супстанце између честица друге. Штавише, овај покрет се испоставља обостраним. Дифузија се одвија брже што су молекули удаљенији. Стога ће се у гасовима међусобно продирање десити много брже него у течностима. А у чврстим материјама, дифузија траје годинама.

Иначе, овај последњи процес такође објашњава топлотно кретање. На крају крајева, међусобно продирање супстанци једна у другу се дешава без икаквих сметњи споља. Али то се може убрзати загревањем тела.

Потврда друге одредбе ИЦБ-а

Јасан доказ да постојитоплотно кретање је Брауново кретање честица. Сматра се за суспендоване честице, односно за оне које су знатно веће од молекула супстанце. Ове честице могу бити честице прашине или зрна. И требало би да се ставе у воду или гас.

Разлог несталног кретања пондерачестице у томе што молекули делују на њега са свих страна. Њихова акција је нестална. Величина утицаја у сваком тренутку је различита. Дакле, резултујућа сила је усмерена на овај или онај начин.

Ако говоримо о брзини топлотног кретања молекула, онда за то постоји посебан назив - средњи квадрат. Може се израчунати помоћу формуле:

в = √ [(3кТ) / м₀].

У њему је Т температура у Келвинима, м₀ Да ли је маса једног молекула, к је Болцманова константа (к = 1,38 * 10^-23 Ј / К).

Потврда треће одредбе ИЦБ-а

Честице привлаче и одбијају. У објашњавању многих процеса повезаних са термичким кретањем, ово знање се показало важним.

На крају крајева, силе интеракције зависе од агрегатастање материје. Дакле, гасови их практично немају, јер се честице уклањају толико да се њихов ефекат не манифестује. У течностима и чврстим материјама, они су уочљиви и обезбеђују очување запремине супстанце. У последњем такође гарантују одржавање форме.

Доказ постојања сила привлачења иодбијање је појава еластичних сила при деформисању тела. Дакле, са издужењем се повећавају силе привлачења између молекула, а са компресијом, одбијања. Али у оба случаја враћају тело у првобитни облик.

Просечна енергија топлотног кретања

Може се написати из основне једначине МКТ:

(пВ) / Н = (2Е) / 3.

У овој формули, п је притисак, В је запремина, Н је број молекула, а Е је просечна кинетичка енергија.

С друге стране, ова једначина се може написати овако:

(пВ) / Н = кТ.

Ако их комбинујете, добијате следећу једнакост:

(2Е) / 3 = кТ.

Из тога следи следећа формула за просечну кинетичку енергију молекула:

Е = (3кТ) / 2.

Из овога се види да је енергија пропорционална сатемпература супстанце. То јест, када се овај други подигне, честице се крећу брже. Ово је суштина топлотног кретања, које постоји све док постоји температура различита од апсолутне нуле.