Co to je: tepelný pohyb? S jakými pojmy to souvisí?

Události fyzického světa jsou neoddělitelně spojeny se změnami teploty. S ní se každý člověk seznámí v raném dětství, když pochopí, že led je chladný a varí horkou vodu. Současně se rozumí, že proces změny teploty nedochází okamžitě. Teprve ve škole se student dozví, že je to kvůli tepelnému pohybu. A procesy spojené s teplotou identifikovaly celou část fyziky.

Jaká je teplota?

Tento vědecký koncept je zaveden, aby nahradil běžné termíny. V každodenním životě se neustále objevují slova jako horká, studená nebo teplá. Všichni hovoří o stupni tepla těla. Takto je definována ve fyzice, pouze s tím, že jde o skalární množství. Koneckonců, teplota nemá žádný směr, ale pouze číselnou hodnotu.

V mezinárodním systému jednotek (SI) se teplota měří ve stupních Celsia (ordm-C). Ale v mnoha formulech popisujících tepelné jevy je nutné je přeložit do Kelvina (K). Pro tento účel existuje jednoduchý vzorec: T = t + 273. V něm je T teplota Kelvina a t je ve stupních Celsia. Kelvinová váha je spojena s koncepcí absolutní nulové teploty.

Existuje několik dalších teplotních stupnic. Například v Evropě a Americe v průběhu Fahrenheitu (F). Proto musí být schopni napsat stupně Celsia. Pro to je nutné odečíst 32 z čtení ve Φ, pak to rozdělit o 1,8.

Domácí experiment

Ve svém vysvětlení je třeba znát takové pojmy jako teplota, tepelný pohyb. Ano, a tento zážitek je jednoduchý.

Bude to trvat tři nádrže. Měli by být dostatečně velké, aby se snadno vešly do rukou. Naplňte je vodou s různými teplotami. V první, musí být velmi chladné. Ve druhé - zahřátý. Ve třetím případě nalévejte teplou vodu, v níž bude možné držet ruku.

Nyní samotná zkušenost. Spusťte levou ruku do nádoby se studenou vodou, ta správná s nejžhavějším. Počkejte pár minut. Odstraňte je a okamžitě je ponořte do nádoby s teplou vodou.

Výsledek bude neočekávaný. Levá ruka bude mít pocit, že voda je teplá, pravá bude mít pocit studené vody. To je způsobeno skutečností, že na začátku je tepelná rovnováha stanovena s těmi tekutinami, do kterých jsou ruce ponořeny zpočátku. A pak je tato rovnováha ostře porušena.

Hlavní ustanovení molekulárně-kinetické teorie

Popisuje všechny tepelné jevy. A tato tvrzení jsou velmi jednoduchá. Proto je nutné tyto ustanovení poznat v rozhovoru o tepelném pohybu.

Nejprve: látky jsou tvořeny nejmenšími částicemi, umístěnými v určité vzdálenosti od sebe. A tyto částice mohou být jak molekuly, tak i atomy. A vzdálenost mezi nimi je mnohokrát větší než velikost částic.

Za druhé: u všech látek se pozoruje tepelný pohyb molekul, který se nikdy nezastaví. Částice se pohybují náhodně (chaoticky).

Za třetí: částice interagují navzájem. Tato činnost je způsobena přitažlivostmi a odpuzováním. Jejich velikost závisí na vzdálenosti mezi částicemi.

Potvrzení prvního ustanovení ICBM

Důkaz, že těla se skládají z částic, mezi nimiž jsou mezery, jim slouží tepelná roztažnost. Když se tedy tělo zahřívá, jeho velikost se zvětšuje. To je způsobeno odstraněním částic od sebe navzájem.

Dalším potvrzením je difúze. To znamená, že pronikání molekul jedné látky mezi částice jiného. A toto hnutí je vzájemné. Difúze probíhá rychleji, nacházejí se další vzdálené molekuly. Proto v plynech se vzájemná penetrace projeví mnohem rychleji než u kapalin. A v pevných látkách vyžaduje difúze roky.

Mimochodem, poslední proces vysvětluje pohyb tepla. Koneckonců vzájemné pronikání látek do sebe navzájem probíhá bez jakéhokoli rušení zvenčí. Může se však urychlit, pokud se tělo zahřeje.

Potvrzení druhého ustanovení MKT

Živým důkazem existence tepelného pohybu je Brownianův pohyb částic. Je považováno za suspendované částice, tedy za ty, které jsou podstatně větší než molekuly hmoty. Tyto částice mohou být částice prachu nebo zrna. A dejte je do vody nebo plynu.

Důvodem neuspořádaného pohybu suspendovaných částic je, že na nich působí molekuly. Jejich činnost je náhodná. Velikost nárazů je v každém okamžiku odlišná. Proto je výsledná síla směrována na jednu nebo druhou stranu.

Pokud mluvíme o rychlosti tepelného pohybu molekul, pak je pro ni zvláštní název - střední kvadratický. Lze jej vypočítat podle vzorce:

v = radic - [(3kT) / m₀].

V tom je T teplota Kelvina, m₀ Je hmotnost jedné molekuly, k je Boltzmannova konstanta (k = 1,38 * 10^-23 J / K).

Potvrzení třetího ustanovení ICB

Částice přitahují a odpuzují. Ve vysvětlení mnoha procesů spojených s tepelným pohybem jsou tyto znalosti důležité.

Koneckonců síly interakce závisí na agregovaném stavu hmoty. Takže prakticky nemají plyny, protože částice jsou odstraněny natolik, že jejich působení není projeveno. V kapalinách a pevných látkách jsou vnímatelné a zajišťují zachování objemu hmoty. V druhém z nich také garantují údržbu formuláře.

Důkazem existence sil přitažlivosti a odpudivosti je vzhled elastických sil v deformaci těl. Když se prodlužuje prodloužení, síly přitažlivosti mezi molekulami se zvyšují a v případě komprese se síly přitažlivosti odrazují. Ale v obou případech vrátí původní tvar do těla.

Průměrná energie tepelného pohybu

To může být psáno z základní rovnice MKT:

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

V tomto vzorci je p tlak, V je objem, N je počet molekul a E je průměrná kinetická energie.

Na druhou stranu tato rovnice může být zapsána jako:

(pV) / N = kT.

Pokud jsou kombinovány, získáme následující rovnost:

(2E) / 3 = kT.

Z toho vyplývá vzorec pro průměrnou kinetickou energii molekul:

E = (3kT) / 2.

Proto je zřejmé, že energie je úměrná teplotě látky. To znamená, že když se zvětší, částice se pohybují rychleji. To je podstatou tepelného pohybu, který existuje, pokud je teplota odlišná od absolutní nuly.