Evenimentele lumii fizice sunt indisolubil legate demodificări de temperatură. Fiecare persoană o cunoaște în copilăria timpurie, când își dă seama că gheața este rece și arde apa clocotită. În același timp, se înțelege că procesele de schimbare a temperaturii nu au loc instantaneu. Mai târziu, la școală, elevul învață ce este asociat acest lucru cu mișcarea de căldură. Și procesele asociate cu temperatura au o întreagă secțiune de fizică.
Acest concept științific a fost introdus pentru a înlocui obișnuitultermeni. Cuvinte precum fierbinte, rece sau cald apar constant în viața de zi cu zi. Toți vorbesc despre gradul de căldură al corpului. Acesta este modul în care este definit în fizică, numai cu adăugarea că este o cantitate scalară. La urma urmei, temperatura nu are direcție, ci doar o valoare numerică.
În sistemul internațional de unități (SI), temperaturamăsurată în grade Celsius (ºС). Dar în multe formule care descriu fenomene termice, este necesar să se traducă în Kelvin (K). Pentru aceasta există o formulă simplă: T = t + 273. În ea, T este temperatura în Kelvin, iar t este în Celsius. Scara Kelvin este asociată cu conceptul de temperaturi zero absolute.
Există mai multe scale de temperatură.În Europa și America, de exemplu, se folosește Fahrenheit (F). Prin urmare, trebuie să fie capabili să le scrie în Celsius. Pentru a face acest lucru, este necesar să scădem 32 din citirile din F, apoi să îl împărțim la 1,8.
În explicația sa, este necesar să se cunoască concepte precum temperatura, mișcarea termică. Și este ușor să efectuați acest experiment.
Pentru el trebuie să iei trei containere.Acestea ar trebui să fie suficient de mari pentru a se potrivi cu ușurință pe mâini. Umpleți-le cu apă de diferite temperaturi. În prima, ar trebui să fie foarte rece. În al doilea - încălzit. Se toarnă apă fierbinte în a treia, în care va fi posibil să țineți o mână.
Acum experiența în sine. Scufundați mâna stângă într-un recipient cu apă rece, dreapta - cu cea mai tare. Așteptați câteva minute. Scoateți-le și scufundați-le imediat într-un recipient cu apă caldă.
Rezultatul va fi neașteptat.Mâna stângă va simți că apa este caldă, dreapta va simți senzația de apă rece. Acest lucru se datorează faptului că echilibrul termic este inițial stabilit cu acele lichide în care mâinile sunt scufundate inițial. Și atunci acest echilibru este deranjat dramatic.
Descrie toate fenomenele termice. Și aceste afirmații sunt destul de simple. Prin urmare, într-o conversație despre mișcarea termică, aceste prevederi trebuie cunoscute.
Primul:substanțele sunt formate din cele mai mici particule situate la o anumită distanță una de cealaltă. Mai mult, aceste particule pot fi atât molecule, cât și atomi. Iar distanța dintre ele este de multe ori mai mare decât dimensiunea particulelor.
În al doilea rând: în toate substanțele există o mișcare termică a moleculelor, care nu se oprește niciodată. În acest caz, particulele se mișcă aleatoriu (haotic).
În al treilea rând: particulele interacționează între ele. Această acțiune se datorează forțelor de atracție și respingere. Valoarea lor depinde de distanța dintre particule.
Dovadă că corpurile sunt formate din particuleîntre care există goluri, servește dilatarea lor termică. Deci, atunci când corpul este încălzit, dimensiunea acestuia crește. Acest lucru se întâmplă datorită îndepărtării particulelor unele de altele.
O altă confirmare a celor de mai sus estedifuzie. Adică, pătrunderea moleculelor unei substanțe între particulele alteia. Mai mult, această mișcare se dovedește a fi reciprocă. Difuzarea are loc cu atât mai repede cu cât moleculele sunt mai îndepărtate. Prin urmare, în gaze, pătrunderea reciprocă va avea loc mult mai rapid decât în lichide. Iar în solide, difuziunea durează ani.
Apropo, ultimul proces explică și mișcarea termică. La urma urmei, pătrunderea reciprocă a substanțelor una în cealaltă are loc fără nicio interferență din exterior. Dar poate fi accelerat prin încălzirea corpului.
O dovadă clară că existămișcarea termică este mișcarea browniană a particulelor. Este considerat pentru particulele suspendate, adică pentru cele care sunt semnificativ mai mari decât moleculele substanței. Aceste particule pot fi pete de praf sau boabe. Și se presupune că vor fi așezate în apă sau gaz.
Motivul mișcării dezordonate a celor ponderateparticule în faptul că moleculele acționează asupra ei din toate părțile. Acțiunea lor este dezordonată. Amploarea impacturilor în fiecare moment al timpului este diferită. Prin urmare, forța rezultată este direcționată într-un fel sau altul.
Dacă vorbim despre rata mișcării termice a moleculelor, atunci există un nume special pentru aceasta - pătratul mediu. Poate fi calculat folosind formula:
v = √ [(3kT) / m0].
În ea, T este temperatura în Kelvin, m0 Este masa unei molecule, k este constanta Boltzmann (k = 1,38 * 10-23 J / K).
Particulele atrag și resping. Aceste cunoștințe se dovedesc a fi importante în explicarea multor procese asociate cu mișcarea termică.
La urma urmei, forțele de interacțiune depind de agregatstare a materiei. Deci, gazele practic nu le au, deoarece particulele sunt îndepărtate atât de mult încât efectul lor nu se manifestă. În lichide și solide, acestea sunt palpabile și asigură conservarea volumului substanței. În cele din urmă, ele garantează, de asemenea, păstrarea în formă.
Dovadă a existenței forțelor de atracție șirepulsia este apariția forțelor elastice în timpul deformării corpurilor. Deci, cu alungirea, forțele de atracție dintre molecule cresc, iar cu compresia, repulsia. Dar în ambele cazuri, ele readuc corpul la forma sa originală.
Poate fi scris din ecuația de bază a MKT:
(pV) / N = (2E) / 3.
În această formulă, p este presiunea, V este volumul, N este numărul de molecule și E este energia cinetică medie.
Pe de altă parte, această ecuație poate fi scrisă astfel:
(pV) / N = kT.
Dacă le combinați, veți obține următoarea egalitate:
(2E) / 3 = kT.
Din aceasta rezultă următoarea formulă pentru energia cinetică medie a moleculelor:
E = (3kT) / 2.
Din aceasta se poate observa că energia este proporțională cutemperatura substanței. Adică, atunci când acesta din urmă crește, particulele se mișcă mai repede. Aceasta este esența mișcării termice, care există atât timp cât există o altă temperatură decât zero absolut.
