भौतिक संसार की घटनाओं का अटूट संबंध हैतापमान में बदलाव हर व्यक्ति बचपन में उसे जानता है, जब उसे पता चलता है कि बर्फ ठंडी है, और उबलता पानी जलता है। इसी समय, समझ यह आती है कि तापमान परिवर्तन की प्रक्रियाएं तुरंत नहीं होती हैं। बाद में, स्कूल में, छात्र सीखता है कि यह गर्मी आंदोलन से जुड़ा हुआ है। और तापमान से जुड़ी प्रक्रियाओं में भौतिकी का एक पूरा खंड है।
साधारण को बदलने के लिए इस वैज्ञानिक अवधारणा को पेश किया गया थाशर्तों। गर्म, ठंडा या गर्म जैसे शब्द लगातार रोजमर्रा की जिंदगी में दिखाई देते हैं। वे सभी शरीर की गर्मी की डिग्री के बारे में बात करते हैं। यह कैसे भौतिकी में परिभाषित किया गया है, केवल इसके अलावा कि यह एक अदिश राशि है। आखिरकार, तापमान की कोई दिशा नहीं है, लेकिन केवल एक संख्यात्मक मूल्य है।
इकाइयों (एसआई) की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली में, तापमानडिग्री सेल्सियस ()С) में मापा जाता है। लेकिन थर्मल घटना का वर्णन करने वाले कई सूत्रों में, इसे केल्विन (के) में अनुवाद करना आवश्यक है। इसके लिए एक सरल सूत्र है: T = t + 273. इसमें T, केल्विन में तापमान होता है और T में सेल्सियस होता है। केल्विन स्केल निरपेक्ष शून्य तापमान की अवधारणा से जुड़ा है।
कई और अधिक तापमान पैमाने हैं। यूरोप और अमेरिका में, उदाहरण के लिए, फारेनहाइट (एफ) का उपयोग किया जाता है। इसलिए, आपको उन्हें सेल्सियस में लिखने में सक्षम होने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, एफ में रीडिंग से 32 को घटाना आवश्यक है, फिर इसे 1.8 से विभाजित करें।
इसकी व्याख्या में, तापमान, थर्मल गति जैसी अवधारणाओं को जानना आवश्यक है। और इस प्रयोग को करना आसान है।
उसके लिए आपको तीन कंटेनर लेने होंगे। अपने हाथों को आसानी से फिट करने के लिए उन्हें पर्याप्त बड़ा होना चाहिए। उन्हें अलग-अलग तापमान के पानी से भरें। पहले में, यह बहुत ठंडा होना चाहिए। दूसरे में - गर्म। तीसरे पानी में गर्म पानी डालें, जिसमें हाथ पकड़ना संभव होगा।
अब अनुभव ही। अपने बाएं हाथ को ठंडे पानी के एक कंटेनर में डुबोकर रखें, और अपने दाहिने हाथ को सबसे गर्म पानी से धोएं। कुछ मिनट रुकिए। उन्हें बाहर निकालें और तुरंत उन्हें गर्म पानी के एक कंटेनर में डुबो दें।
परिणाम अप्रत्याशित होगा। बायां हाथ महसूस करेगा कि पानी गर्म है, दाएं ठंडे पानी की सनसनी महसूस होगी। यह इस तथ्य के कारण है कि शुरू में थर्मल संतुलन उन तरल पदार्थों के साथ स्थापित किया जाता है जिसमें हाथ शुरू में डूबे होते हैं। और फिर यह संतुलन काफी गड़बड़ा जाता है।
यह सभी तापीय घटनाओं का वर्णन करता है। और ये कथन काफी सरल हैं। इसलिए, थर्मल गति के बारे में बातचीत में, इन प्रावधानों को जानना आवश्यक है।
प्रथम: पदार्थ एक दूसरे से कुछ दूरी पर स्थित सबसे छोटे कणों द्वारा बनते हैं। इसके अलावा, ये कण अणु और परमाणु दोनों हो सकते हैं। और उनके बीच की दूरी कण आकार से कई गुना अधिक है।
दूसरा: सभी पदार्थों में अणुओं की तापीय गति होती है, जो कभी रुकती नहीं है। इस मामले में, कण बेतरतीब ढंग से (अव्यवस्थित रूप से) चलते हैं।
तीसरा: कण एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। यह क्रिया आकर्षण और प्रतिकर्षण की शक्तियों के कारण होती है। उनका मूल्य कणों के बीच की दूरी पर निर्भर करता है।
प्रमाण कि शरीर कणों से बने होते हैंजिनके बीच अंतराल हैं, उनका थर्मल विस्तार कार्य करता है। इसलिए, जब शरीर को गर्म किया जाता है, तो इसका आकार बढ़ जाता है। यह एक दूसरे से कणों को हटाने के कारण होता है।
उपरोक्त की एक और पुष्टि हैप्रसार। अर्थात् एक पदार्थ के अणुओं का दूसरे के कणों के बीच प्रवेश। इसके अलावा, यह आंदोलन पारस्परिक रूप से बदल जाता है। प्रसार अणुओं के अलावा तेजी से आगे बढ़ता है। इसलिए, गैसों में, तरल पदार्थों की तुलना में आपसी पैठ बहुत तेजी से घटित होगी। और ठोस पदार्थों में, प्रसार में वर्षों लगते हैं।
वैसे, बाद की प्रक्रिया भी थर्मल गति की व्याख्या करती है। सब के बाद, पदार्थों का आपसी प्रवेश एक दूसरे से बिना किसी हस्तक्षेप के होता है। लेकिन शरीर को गर्म करके इसे तेज किया जा सकता है।
एक स्पष्ट प्रमाण है कि वहाँ हैथर्मल गति कणों की ब्राउनियन गति है। यह निलंबित कणों के लिए माना जाता है, अर्थात्, उन लोगों के लिए जो पदार्थ के अणुओं से काफी बड़े होते हैं। ये कण धूल या अनाज के छींटे हो सकते हैं। और उन्हें पानी या गैस में रखा जाना चाहिए।
भारित के अव्यवस्थित आंदोलन का कारणइस तथ्य के कण कि अणु हर तरफ से इस पर कार्य करते हैं। उनकी कार्रवाई अव्यवस्थित है। समय के प्रत्येक क्षण में प्रभावों की भयावहता अलग होती है। इसलिए, परिणामी बल को एक या दूसरे तरीके से निर्देशित किया जाता है।
अगर हम अणुओं की तापीय गति की दर के बारे में बात करते हैं, तो इसके लिए एक विशेष नाम है - मूल माध्य वर्ग। इसकी गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
v =। [(3kT) / मी0]।
इसमें, टी केल्विन में तापमान है, मी0 एक अणु का द्रव्यमान है, k बोल्ट्जमान स्थिरांक है (k = 1.38 * 10)-23 जे / के)।
कण आकर्षित करते हैं और पीछे हटते हैं। यह ज्ञान थर्मल गति से जुड़ी कई प्रक्रियाओं को समझाने में महत्वपूर्ण साबित होता है।
आखिरकार, बातचीत की ताकतें कुल पर निर्भर करती हैंवस्तुस्थिति। इसलिए, गैसों को व्यावहारिक रूप से उनके पास नहीं है, क्योंकि कणों को इतना हटा दिया जाता है कि उनका प्रभाव प्रकट नहीं होता है। तरल पदार्थ और ठोस में, वे बोधगम्य हैं और पदार्थ की मात्रा के संरक्षण को सुनिश्चित करते हैं। उत्तरार्द्ध में, वे आकार में रखने की गारंटी भी देते हैं।
आकर्षण की शक्तियों के अस्तित्व का प्रमाण औरप्रतिकर्षण शरीर की विकृति के दौरान लोचदार बलों की उपस्थिति है। तो, बढ़ाव के साथ, अणुओं के बीच आकर्षण की ताकत बढ़ जाती है, और संपीड़न, प्रतिकर्षण के साथ। लेकिन दोनों ही मामलों में, वे शरीर को उसके मूल आकार में वापस कर देते हैं।
इसे एमकेटी के मूल समीकरण से लिखा जा सकता है:
(pV) / N = (2E) / 3
इस सूत्र में, पी दबाव है, वी मात्रा है, एन अणुओं की संख्या है, ई औसत गतिज ऊर्जा है।
दूसरी ओर, इस समीकरण को इस तरह लिखा जा सकता है:
(pV) / एन = केटी।
यदि आप उन्हें संयोजित करते हैं, तो आपको निम्नलिखित समानता मिलेगी:
(2 ई) / 3 = केटी।
अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा के लिए निम्न सूत्र निम्नानुसार है:
ई = (3kT) / 2।
इससे यह देखा जा सकता है कि ऊर्जा आनुपातिक हैपदार्थ का तापमान। यही है, जब बाद में उगता है, तो कण तेजी से आगे बढ़ते हैं। यह थर्मल गति का सार है, जो तब तक मौजूद है जब तक कि पूर्ण शून्य के अलावा एक तापमान होता है।
