Fiziksel dünyadaki olaylar, sıcaklıktaki değişikliklerle ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Her insan, buzun soğuk olduğunu ve kaynayan suyun yandığını fark ettiğinde, erken çocukluk döneminde tanışır. Aynı zamanda, sıcaklık değişim süreçlerinin anında gerçekleşmediği anlayışı gelir. Daha sonra okulda öğrenci bunun termal hareketle bağlantılı olduğunu öğrenir. Ve fiziğin bütün bir bölümü sıcaklıkla ilgili süreçlere ayrılmıştır.
Sıcaklık nedir?
Bu, günlük terimlerin yerini almak üzere tanıtılan bilimsel bir kavramdır. Günlük hayatta sürekli olarak sıcak, soğuk veya sıcak gibi kelimeler karşımıza çıkar. Hepsi vücudun ısınma derecesi hakkında konuşuyor. Fizikte bu şekilde tanımlanır, ancak skaler bir miktar olduğu eklenerek. Sonuçta, sıcaklığın yönü yoktur, sadece sayısal bir değeri vardır.
Uluslararası Birimler Sisteminde (SI), sıcaklık Santigrat derece (ºС) cinsinden ölçülür. Ancak termal olayları tanımlayan birçok formülde onu Kelvin'e (K) dönüştürmek gerekir. İçinBunun için basit bir formül var: T \u003d t + 273. İçinde T, Kelvin cinsinden sıcaklık ve t, Santigrat cinsindendir. Mutlak sıfır sıcaklık kavramı Kelvin ölçeği ile ilişkilidir.
Birkaç başka sıcaklık ölçeği var. Avrupa ve Amerika'da örneğin Fahrenheit (F) kullanılır. Bu nedenle, Celsius'ta yazabilmeleri gerekir. Bunu yapmak için, F'deki okumalardan 32 çıkarın, ardından 1, 8'e bölün.
Ev deneyi
Açıklamasında sıcaklık, termal hareket gibi kavramları bilmeniz gerekiyor. Ve bu deneyimi tamamlamak çok kolay.
Üç kap alacak. Ellerin kolayca sığabileceği kadar büyük olmalıdırlar. Onları farklı sıcaklıklarda su ile doldurun. İlk olarak, çok soğuk olmalı. İkinci - ısıtılmış. Bir eli tutmanın mümkün olacağı üçüncüsüne sıcak su dökün.
Şimdi deneyimin kendisi. Sol elinizi bir soğuk su kabına, sağa - en sıcak suya batırın. Birkaç dakika bekleyin. Onları çıkarın ve hemen ılık su dolu bir kaba daldırın.
Sonuç beklenmedik olacak. Sol el suyun sıcak olduğunu, sağ el ise soğuk suyu hissedecektir. Bunun nedeni, termal dengenin ilk önce ellerin içine daldırıldığı sıvılarla kurulmasıdır. Ve sonra bu denge keskin bir şekilde bozulur.
Moleküler kinetik teorinin temel ilkeleri
Tüm termal olayları açıklar. Ve bu ifadeler oldukça basittir. Bu nedenle, termal hareket hakkında bir konuşmada, bu hükümler bilinmelidir.gerekli.
Birincisi: maddeler, birbirinden belli bir uzaklıkta bulunan en küçük parçacıklardan oluşur. Ayrıca, bu parçacıklar hem moleküller hem de atomlar olabilir. Ve aralarındaki mesafe, parçacıkların boyutundan kat kat fazladır.
İkincisi: Tüm maddelerde moleküllerin asla durmayan bir termal hareketi vardır. Parçacıklar rastgele (kaotik bir şekilde) hareket eder.
Üçüncü: parçacıklar birbirleriyle etkileşime girer. Bu eylem, çekim ve itme kuvvetlerinden kaynaklanmaktadır. Değerleri parçacıklar arasındaki mesafeye bağlıdır.
ICB'nin ilk hükmünün teyidi
Cisimlerin aralarında boşluk olan parçacıklardan oluştuğunun kanıtı, termal genleşmeleridir. Böylece, vücut ısıtıldığında boyutu artar. Bu, parçacıkların birbirinden uzaklaştırılması nedeniyle olur.
Söylenenlerin bir başka doğrulaması da yayılmadır. Yani, bir maddenin moleküllerinin diğerinin parçacıkları arasına nüfuz etmesi. Üstelik bu hareket karşılıklıdır. Difüzyon ne kadar hızlı ilerlerse, moleküller o kadar uzakta bulunur. Bu nedenle gazlarda karşılıklı penetrasyon sıvılara göre çok daha hızlı gerçekleşir. Ve katılarda difüzyon yıllar alır.
Bu arada, son işlem termal hareketi de açıklıyor. Sonuçta, maddelerin birbirine karşılıklı nüfuzu, dışarıdan herhangi bir müdahale olmadan gerçekleşir. Ama vücudu ısıtarak hızlandırılabilir.
MKT'nin ikinci konumunun onaylanması
Var olduğuna dair parlak kanıttermal hareket, parçacıkların Brown hareketidir. Asılı parçacıklar için, yani bir maddenin moleküllerinden önemli ölçüde daha büyük olanlar için kabul edilir. Bu parçacıklar toz parçacıkları veya tanecikler olabilir. Ve suya veya gaza yerleştirilmeleri gerekiyor.
Askıya alınmış bir parçacığın rastgele hareketinin nedeni, moleküllerin ona her yönden etki etmesidir. Eylemleri düzensizdir. Zamanın her noktasındaki etkilerin büyüklüğü farklıdır. Bu nedenle, ortaya çıkan kuvvet ya bir yöne ya da diğerine yönlendirilir.
Moleküllerin termal hareketinin hızı hakkında konuşursak, o zaman bunun özel bir adı vardır - karekök ortalama. Şu formül kullanılarak hesaplanabilir:
v=√[(3kT)/m0].
İçinde, T Kelvin cinsinden sıcaklıktır, m0 bir molekülün kütlesidir, k Boltzmann sabitidir (k=1, 3810 -23 J/K).
ICB'nin üçüncü hükmünün teyidi
Parçacıklar çeker ve iter. Termal hareketle ilgili birçok süreci açıklamada bu bilginin önemli olduğu ortaya çıkıyor.
Sonuçta, etkileşim kuvvetleri maddenin toplam durumuna bağlıdır. Bu nedenle, gazlar pratik olarak bunlara sahip değildir, çünkü parçacıklar o kadar uzaklaştırılır ki etkileri ortaya çıkmaz. Sıvılarda ve katılarda algılanabilirler ve maddenin hacminin korunmasını sağlarlar. İkincisinde, şeklin korunmasını da garanti ederler.
Çekim ve itme kuvvetlerinin varlığının kanıtı, cisimlerin deformasyonu sırasında elastik kuvvetlerin ortaya çıkmasıdır. Böylece, uzama ile moleküller arasındaki çekim kuvvetleri artar vesıkıştırma - itme. Ancak her iki durumda da vücudu orijinal şekline döndürürler.
Termal hareketin ortalama enerjisi
Temel MKT denkleminden yazılabilir:
(pV)/N=(2E)/3.
Bu formülde p basınç, V hacim, N molekül sayısı, E ortalama kinetik enerjidir.
Öte yandan, bu denklem şu şekilde yazılabilir:
(pV)/N=kT.
Onları birleştirirseniz şu eşitliği elde edersiniz:
(2E)/3=kT.
Bundan, moleküllerin ortalama kinetik enerjisi için aşağıdaki formül çıkar:
E=(3kT)/2.
Buradan enerjinin maddenin sıcaklığıyla orantılı olduğu açıktır. Yani, ikincisi arttığında, parçacıklar daha hızlı hareket eder. Mutlak sıfırdan farklı bir sıcaklık olduğu sürece var olan termal hareketin özü budur.
