Τα γεγονότα του φυσικού κόσμου συνδέονται άρρηκτα μεαλλαγές θερμοκρασίας. Κάθε άτομο το γνωρίζει στην πρώιμη παιδική ηλικία, όταν συνειδητοποιεί ότι ο πάγος είναι κρύος και το ζεστό νερό καίει. Ταυτόχρονα, γίνεται κατανοητό ότι οι διαδικασίες αλλαγής θερμοκρασίας δεν συμβαίνουν αμέσως. Αργότερα, στο σχολείο, ο μαθητής μαθαίνει ότι αυτό οφείλεται στη θερμική κίνηση. Και οι διαδικασίες που σχετίζονται με τη θερμοκρασία, κατανέμονται ένα ολόκληρο τμήμα της φυσικής.
Αυτή η επιστημονική ιδέα εισάγεται για να αντικαταστήσει το συνηθισμένοόροι. Στην καθημερινή ζωή, λέξεις όπως ζεστό, κρύο ή ζεστό εμφανίζονται συνεχώς. Όλοι τους μιλούν για το βαθμό θέρμανσης του σώματος. Έτσι ορίζεται στη φυσική, μόνο με την προσθήκη ότι είναι μια κλιμακωτή ποσότητα. Σε τελική ανάλυση, η θερμοκρασία δεν έχει κατεύθυνση, αλλά μόνο μια αριθμητική τιμή.
Στο διεθνές σύστημα μονάδων (SI), η θερμοκρασίαμετρούνται σε βαθμούς Κελσίου (ºС). Αλλά σε πολλούς τύπους που περιγράφουν θερμικά φαινόμενα, απαιτείται να το μεταφραστεί σε Kelvin (K). Για αυτό υπάρχει ένας απλός τύπος: T = t + 273. Σε αυτό, το T είναι η θερμοκρασία στο Kelvin και το t είναι σε Κελσίου. Η κλίμακα Kelvin σχετίζεται με την έννοια των απόλυτων μηδενικών θερμοκρασιών.
Υπάρχουν αρκετές ακόμη κλίμακες θερμοκρασίας.Στην Ευρώπη και την Αμερική, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται το Fahrenheit (F). Επομένως, πρέπει να είναι σε θέση να τα γράψουν σε Κελσίου. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε το 32 από τις ενδείξεις στο F και στη συνέχεια να το διαιρέσετε με το 1.8.
Στην εξήγησή του, απαιτείται να γνωρίζουμε έννοιες όπως η θερμοκρασία, η θερμική κίνηση. Και είναι εύκολο να πραγματοποιήσετε αυτό το πείραμα.
Για αυτόν πρέπει να πάρετε τρία δοχεία.Πρέπει να είναι αρκετά μεγάλα ώστε να χωράνε εύκολα στα χέρια σας. Γεμίστε τα με νερό διαφορετικών θερμοκρασιών. Στην πρώτη, θα πρέπει να είναι πολύ κρύο. Στο δεύτερο - ζεσταίνεται. Ρίξτε ζεστό νερό στο τρίτο, στο οποίο θα μπορείτε να κρατήσετε ένα χέρι.
Τώρα η ίδια η εμπειρία. Βυθίστε το αριστερό σας χέρι σε ένα δοχείο με κρύο νερό, δεξιά - με το πιο ζεστό. Περιμένετε μερικά λεπτά. Βγάλτε τα και βυθίστε αμέσως σε ένα δοχείο ζεστού νερού.
Το αποτέλεσμα θα είναι απροσδόκητο.Το αριστερό χέρι θα αισθανθεί ότι το νερό είναι ζεστό, το δεξί θα αισθανθεί την αίσθηση του κρύου νερού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η θερμική ισορροπία αρχικά δημιουργείται με εκείνα τα υγρά στα οποία τα χέρια αρχικά βυθίζονται. Και τότε αυτή η ισορροπία διαταράσσεται δραστικά.
Περιγράφει όλα τα θερμικά φαινόμενα. Και αυτές οι δηλώσεις είναι αρκετά απλές. Επομένως, σε μια συζήτηση σχετικά με τη θερμική κίνηση, αυτές οι διατάξεις πρέπει να είναι γνωστές.
Πρώτα:οι ουσίες σχηματίζονται από τα μικρότερα σωματίδια που βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους. Επιπλέον, αυτά τα σωματίδια μπορεί να είναι μόρια και άτομα. Και η απόσταση μεταξύ τους είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από το μέγεθος των σωματιδίων.
Δεύτερον: σε όλες τις ουσίες υπάρχει μια θερμική κίνηση μορίων, η οποία δεν σταματά ποτέ. Σε αυτήν την περίπτωση, τα σωματίδια κινούνται τυχαία (χαοτικά).
Τρίτον: τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αυτή η δράση οφείλεται στις δυνάμεις της έλξης και της απώθησης. Η αξία τους εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ των σωματιδίων.
Απόδειξη ότι τα σώματα είναι κατασκευασμένα από σωματίδιαμεταξύ των οποίων υπάρχουν κενά, η θερμική διαστολή τους εξυπηρετεί. Έτσι, όταν το σώμα θερμαίνεται, το μέγεθός του αυξάνεται. Αυτό συμβαίνει λόγω της αφαίρεσης σωματιδίων μεταξύ τους.
Μια άλλη επιβεβαίωση των παραπάνω είναιδιάχυση. Δηλαδή, η διείσδυση μορίων μιας ουσίας μεταξύ των σωματιδίων μιας άλλης. Επιπλέον, αυτή η κίνηση αποδεικνύεται αμοιβαία. Η διάχυση προχωρά γρηγορότερα όσο πιο μακριά βρίσκονται τα μόρια. Επομένως, στα αέρια, η αμοιβαία διείσδυση θα συμβεί πολύ πιο γρήγορα από ό, τι στα υγρά. Και στα στερεά, η διάχυση διαρκεί χρόνια.
Παρεμπιπτόντως, η τελευταία διαδικασία εξηγεί επίσης τη θερμική κίνηση. Εξάλλου, η αμοιβαία διείσδυση ουσιών μεταξύ τους πραγματοποιείται χωρίς καμία παρέμβαση από το εξωτερικό. Αλλά μπορεί να επιταχυνθεί με θέρμανση του σώματος.
Μια σαφής απόδειξη ότι υπάρχειη θερμική κίνηση είναι η κίνηση των σωματιδίων του Μπράουν. Θεωρείται για αιωρούμενα σωματίδια, δηλαδή για εκείνα που είναι σημαντικά μεγαλύτερα από τα μόρια της ουσίας. Αυτά τα σωματίδια μπορεί να είναι κηλίδες σκόνης ή κόκκων. Και υποτίθεται ότι τοποθετούνται σε νερό ή αέριο.
Ο λόγος για την άτακτη κίνηση των σταθμισμένωνσωματίδια στο γεγονός ότι μόρια δρουν σε αυτό από όλες τις πλευρές. Η δράση τους είναι άτακτη. Το μέγεθος των επιπτώσεων σε κάθε στιγμή του χρόνου είναι διαφορετικό. Επομένως, η προκύπτουσα δύναμη κατευθύνεται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο.
Αν μιλάμε για το ρυθμό της θερμικής κίνησης των μορίων, τότε υπάρχει ένα ειδικό όνομα για αυτό - το μέσο τετράγωνο. Μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:
v = √ [(3kT) / m0εσύ
Σε αυτό, T είναι η θερμοκρασία σε Kelvin, m0 Είναι η μάζα ενός μορίου, το k είναι η σταθερά Boltzmann (k = 1,38 * 10-23 J / Κ).
Τα σωματίδια προσελκύουν και απωθούν. Αυτή η γνώση αποδεικνύεται σημαντική για την εξήγηση πολλών διαδικασιών που σχετίζονται με τη θερμική κίνηση.
Σε τελική ανάλυση, οι δυνάμεις της αλληλεπίδρασης εξαρτώνται από το σύνολοκατάσταση της ύλης. Έτσι, τα αέρια πρακτικά δεν τα έχουν, αφού τα σωματίδια αφαιρούνται τόσο πολύ ώστε να μην εκδηλώνεται το αποτέλεσμα τους. Σε υγρά και στερεά, είναι αντιληπτά και διασφαλίζουν τη διατήρηση του όγκου της ουσίας. Στο τελευταίο, εγγυώνται επίσης τη διατήρηση της φόρμας.
Απόδειξη της ύπαρξης των δυνάμεων έλξης καιαπώθηση είναι η εμφάνιση ελαστικών δυνάμεων κατά την παραμόρφωση των σωμάτων. Έτσι, με την επιμήκυνση, οι δυνάμεις έλξης μεταξύ των μορίων αυξάνονται και με συμπίεση, απώθηση. Αλλά και στις δύο περιπτώσεις, επιστρέφουν το σώμα στο αρχικό του σχήμα.
Μπορεί να γραφτεί από τη βασική εξίσωση του MKT:
(pV) / N = (2E) / 3.
Σε αυτόν τον τύπο, το p είναι η πίεση, το V είναι ο όγκος, το N είναι ο αριθμός των μορίων και το E είναι η μέση κινητική ενέργεια.
Από την άλλη πλευρά, αυτή η εξίσωση μπορεί να γραφτεί ως εξής:
(pV) / N = kT.
Εάν τα συνδυάσετε, έχετε την ακόλουθη ισότητα:
(2E) / 3 = kT.
Από αυτό ακολουθεί τον ακόλουθο τύπο για τη μέση κινητική ενέργεια των μορίων:
E = (3kT) / 2.
Από αυτό μπορεί να φανεί ότι η ενέργεια είναι ανάλογη με αυτήνθερμοκρασία της ουσίας. Δηλαδή, όταν το τελευταίο ανεβαίνει, τα σωματίδια κινούνται γρηγορότερα. Αυτή είναι η ουσία της θερμικής κίνησης, η οποία υπάρχει εφόσον υπάρχει θερμοκρασία διαφορετική από το απόλυτο μηδέν.
