Ngjarjet e botës fizike janë të lidhura pazgjidhshmërisht me ndryshimet e temperaturës. Çdo person njihet me të në fëmijërinë e hershme, kur kupton se akulli është i ftohtë dhe uji i vluar digjet. Në të njëjtën kohë, kuptohet se proceset e ndryshimit të temperaturës nuk ndodhin menjëherë. Më vonë, në shkollë, nxënësi mëson se kjo është e lidhur me lëvizjen termike. Dhe një pjesë e tërë e fizikës i kushtohet proceseve që lidhen me temperaturën.
Çfarë është temperatura?
Ky është një koncept shkencor i prezantuar për të zëvendësuar termat e përditshëm. Në jetën e përditshme shfaqen vazhdimisht fjalë të tilla si nxehtë, ftohtë ose ngrohtë. Të gjithë flasin për shkallën e ngrohjes së trupit. Kështu përkufizohet në fizikë, vetëm me shtimin se është një sasi skalare. Në fund të fundit, temperatura nuk ka drejtim, por vetëm një vlerë numerike.
Në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI), temperatura matet në gradë Celsius (ºС). Por në shumë formula që përshkruajnë fenomene termike, kërkohet që të konvertohet në Kelvin (K). PërEkziston një formulë e thjeshtë për këtë: T \u003d t + 273. Në të, T është temperatura në Kelvin dhe t është në Celsius. Koncepti i temperaturës zero absolute është i lidhur me shkallën Kelvin.
Ka disa shkallë të tjera të temperaturës. Në Evropë dhe Amerikë, për shembull, përdoret Fahrenheit (F). Prandaj, ata duhet të jenë në gjendje të shkruajnë në Celsius. Për ta bërë këtë, zbritni 32 nga leximet në F, më pas pjesëtojeni me 1, 8.
Eksperiment në shtëpi
Në shpjegimin e tij, ju duhet të dini koncepte të tilla si temperatura, lëvizja termike. Dhe është e lehtë për ta përfunduar këtë përvojë.
Do të duhen tre kontejnerë. Ato duhet të jenë mjaft të mëdha në mënyrë që duart të mund të futen lehtësisht në to. I mbushni me ujë të temperaturave të ndryshme. Në të parën, duhet të jetë shumë ftohtë. Në të dytën - të nxehtë. Hidhni ujë të nxehtë në të tretën, në të cilën mund të mbani një dorë.
Tani vetë përvoja. Zhyteni dorën e majtë në një enë me ujë të ftohtë, djathtas - me më të nxehtë. Prisni disa minuta. I nxjerrim dhe i zhysim menjëherë në një enë me ujë të ngrohtë.
Rezultati do të jetë i papritur. Dora e majtë do të ndjejë se uji është i ngrohtë, ndërsa dora e djathtë do të ndjejë ujë të ftohtë. Kjo për faktin se ekuilibri termik vendoset fillimisht me ato lëngje në të cilat fillimisht janë zhytur duart. Dhe pastaj ky ekuilibër është i shqetësuar ashpër.
Parimet kryesore të teorisë kinetike molekulare
Ai përshkruan të gjitha fenomenet termike. Dhe këto deklarata janë mjaft të thjeshta. Prandaj, në një bisedë për lëvizjen termike, këto dispozita duhet të njihenkërkohet.
Së pari: substancat formohen nga grimcat më të vogla të vendosura në një distancë nga njëra-tjetra. Për më tepër, këto grimca mund të jenë edhe molekula edhe atome. Dhe distanca ndërmjet tyre është shumë herë më e madhe se madhësia e grimcave.
E dyta: në të gjitha substancat ka një lëvizje termike të molekulave, e cila nuk ndalet kurrë. Grimcat lëvizin rastësisht (në mënyrë kaotike).
E treta: grimcat ndërveprojnë me njëra-tjetrën. Ky veprim është për shkak të forcave të tërheqjes dhe zmbrapsjes. Vlera e tyre varet nga distanca midis grimcave.
Konfirmimi i dispozitës së parë të ICB
Dëshmi se trupat përbëhen nga grimca me boshllëqe ndërmjet tyre është zgjerimi i tyre termik. Pra, kur trupi nxehet, madhësia e tij rritet. Kjo ndodh për shkak të largimit të grimcave nga njëra-tjetra.
Një tjetër konfirmim i asaj që është thënë është difuzioni. Kjo është, depërtimi i molekulave të një lënde midis grimcave të një tjetre. Për më tepër, kjo lëvizje është e ndërsjellë. Difuzioni vazhdon sa më shpejt, aq më larg ndodhen molekulat. Prandaj, në gazra, depërtimi i ndërsjellë do të ndodhë shumë më shpejt sesa në lëngje. Dhe në trupat e ngurtë, difuzioni kërkon vite.
Meqë ra fjala, procesi i fundit shpjegon edhe lëvizjen termike. Në fund të fundit, depërtimi i ndërsjellë i substancave në njëra-tjetrën ndodh pa asnjë ndërhyrje nga jashtë. Por mund të përshpejtohet duke ngrohur trupin.
Konfirmim i pozicionit të dytë të MKT
Dëshmi e qartë se ekzistonLëvizja termike është lëvizja Browniane e grimcave. Konsiderohet për grimcat e pezulluara, domethënë për ato që janë dukshëm më të mëdha se molekulat e një substance. Këto grimca mund të jenë grimca pluhuri ose kokrra. Dhe ato supozohet të vendosen në ujë ose gaz.
Arsyeja e lëvizjes së rastësishme të një grimce të pezulluar është se molekulat veprojnë mbi të nga të gjitha anët. Veprimi i tyre është i çrregullt. Madhësia e ndikimeve në çdo moment në kohë është e ndryshme. Prandaj, forca që rezulton drejtohet ose në një drejtim ose në tjetrin.
Nëse flasim për shpejtësinë e lëvizjes termike të molekulave, atëherë ekziston një emër i veçantë për të - rrënja mesatare katrore. Mund të llogaritet duke përdorur formulën:
v=√[(3kT)/m0].
Në të, T është temperatura në Kelvin, m0 është masa e një molekule, k është konstanta Boltzmann (k=1, 3810 -23 J/K).
Konfirmimi i dispozitës së tretë të ICB
Grimcat tërhiqen dhe sprapsin. Në shpjegimin e shumë proceseve që lidhen me lëvizjen termike, kjo njohuri rezulton të jetë e rëndësishme.
Në fund të fundit, forcat e ndërveprimit varen nga gjendja e përgjithshme e materies. Pra, gazrat praktikisht nuk i kanë, pasi grimcat hiqen aq larg sa efekti i tyre nuk manifestohet. Në lëngjet dhe trupat e ngurtë, ato janë të perceptueshme dhe sigurojnë ruajtjen e vëllimit të substancës. Në këtë të fundit garantojnë edhe ruajtjen e formës.
Dëshmi e ekzistencës së forcave të tërheqjes dhe zmbrapsjes është shfaqja e forcave elastike gjatë deformimit të trupave. Pra, me zgjatjen, forcat e tërheqjes midis molekulave rriten, dhe mengjeshje - zmbrapsje. Por në të dyja rastet, ato e kthejnë trupin në formën e tij origjinale.
Energjia mesatare e lëvizjes termike
Mund të shkruhet nga ekuacioni bazë MKT:
(pV)/N=(2E)/3.
Në këtë formulë, p është presion, V është vëllim, N është numri i molekulave, E është energjia mesatare kinetike.
Nga ana tjetër, ky ekuacion mund të shkruhet si më poshtë:
(pV)/N=kT.
Nëse i kombinoni ato, ju merrni barazinë e mëposhtme:
(2E)/3=kT.
Nga vijon formula e mëposhtme për energjinë mesatare kinetike të molekulave:
E=(3kT)/2.
Nga këtu është e qartë se energjia është proporcionale me temperaturën e substancës. Kjo do të thotë, kur kjo e fundit rritet, grimcat lëvizin më shpejt. Ky është thelbi i lëvizjes termike, e cila ekziston për sa kohë që ka një temperaturë të ndryshme nga zero absolute.
