Hvað er þetta: varma hreyfing? Með hvaða hugtök er það tengt?

Atburðir líkamlegs heimsins eru óaðskiljanlega tengd við breytingar á hitastigi. Með sérhverjum manneskju kynnast snemma bernsku, þegar hann skilur að ísinn er kalt og sjóðandi vatn brennur. Á sama tíma er litið svo á að ferli hitastigsbreytingar eigi sér stað ekki strax. Aðeins þá í skólanum lærir nemandinn að þetta stafar af varma hreyfingu. Og ferli sem tengist hitastigi, benti á heilan hluta eðlisfræði.

Hvað er hitastigið?

Þetta vísindalega hugtak er kynnt til að skipta um algengar kjör. Í daglegu lífi birtast orð eins og heitt, kalt eða heitt stöðugt. Þeir tala allir um hita líkamans. Þetta er hvernig það er skilgreint í eðlisfræði, aðeins með því að bæta því við að það sé stigstærð. Eftir allt saman hefur hitastigið ekki átt, heldur aðeins tölulegt gildi.

Í alþjóðlegu einingarkerfinu (SI) er hitastigið mælt í gráðum á Celsíus (° C). En í mörgum formúlum sem lýsa varma fyrirbæri er nauðsynlegt að þýða það í Kelvin (K). Fyrir þetta er einfalt formúla: T = t + 273. Í því er T hitastigið í Kelvin og t er í Celsíus. Kelvin mælikvarði er tengt hugtakinu hreinum núllhitastigi.

Það eru nokkrir fleiri hitastig. Í Evrópu og Ameríku, til dæmis, í tengslum við Fahrenheit (F). Þess vegna verða þeir að geta skrifað niður í Celsíus. Til að gera þetta er nauðsynlegt að draga 32 úr lestunum í F og skipta því síðan með 1,8.

Forsíða tilraun

Í skýringu hans er nauðsynlegt að þekkja slík hugtök eins og hitastig, hitameðferð. Já, og til að framkvæma þessa reynslu er auðvelt.

Það mun taka þrjá skriðdreka fyrir hann. Þeir ættu að vera nógu stórir til að passa auðveldlega í hendur þeirra. Fylltu þá með vatni af mismunandi hitastigi. Í fyrsta lagi verður það að vera mjög kalt. Í seinni - hlýja upp. Í þriðja lagi, hella heitu vatni, einn þar sem höndin verður hægt að halda.

Nú er reynslain sjálf. Láttu vinstri hönd þína í ílát af köldu vatni, réttu með heitustu. Bíddu nokkrar mínútur. Fjarlægðu þau og dýfðu þær strax í skipi með volgu vatni.

Niðurstaðan verður óvænt. Vinstri höndin mun líða að vatnið er heitt, rétturinn mun hafa tilfinningu um kalt vatn. Þetta er vegna þess að í upphafi er hitauppstreymi jafnvægi komið á fót með þeim vökva sem handföngin eru í upphafi upphaflega. Og þá er þetta jafnvægi beitt í stórum dráttum.

Helstu ákvæði sameindafræðilegrar kenningar

Það lýsir öllum hita fyrirbæri. Og þessar fullyrðingar eru alveg einfaldar. Þess vegna er nauðsynlegt að þekkja þessar ákvæði í samtali um varma hreyfingu.

Í fyrsta lagi: Efnin eru mynduð með litlum agnum, sem staðsett eru í nokkra fjarlægð frá hvor öðrum. Og þessir agnir geta verið bæði sameindir og atóm. Og fjarlægðin milli þeirra er oft stærri en agnastærðin.

Í öðru lagi: í öllum efnum kemur hitauppstreymi sameindanna fram sem aldrei hættir. Agnin hreyfist af handahófi (kaotically).

Í þriðja lagi: ögnin hafa samskipti við hvert annað. Þessi aðgerð er vegna öflugrar aðdráttar og frásogs. Verðmæti þeirra fer eftir fjarlægðinni milli agna.

Staðfesting á fyrstu MKT ákvæðinu

Sönnun þess að líkamarnir samanstanda af agnum, þar sem það eru eyður, er hitauppstreymi þeirra . Þannig, þegar líkaminn er hituð, eykst stærð þess. Þetta er vegna þess að fjarlægja agnir frá hvor öðrum.

Annar staðfesting á þessu er dreifing. Það er tilkomu sameindanna af einum efnum milli agna annars. Og þessi hreyfing reynist vera gagnkvæm. Diffusion gengur hraðari, frekari sundurliðaðar sameindir eru staðsettir. Því í gösum mun samkvæmni komast mun hraðar en í vökva. Og í fast efni þarf dreifing ár.

Við the vegur, the síðastur aðferð útskýrir varma hreyfingu. Eftir allt saman gerist gagnkvæm inntaka efna í hvort annað án þess að truflun sé utan frá. En það er hægt að hraða ef líkaminn er hituð.

Staðfesting á seinni MKT ákvæðinu

A skær sönnun á tilvist varma hreyfingu er Brownian hreyfingu agna. Það er talið fyrir sviflausnar agnir, það er fyrir þá sem eru verulega stærri en sameindir efnisins. Þessar agnir geta verið rykagnir eða korn. Og settu þau í vatn eða gas.

Ástæðan fyrir handahófskenndri hreyfingu fjöðrunarinnar er sú að sameindir virka á öllum hliðum. Aðgerð þeirra er handahófi. Umfang áhrifa á hverjum tíma er öðruvísi. Þess vegna er afleidd kraftur beint ein leið og hinn.

Ef við tölum um hraða varma hreyfingar sameindanna, þá er það sérstakt heiti - meðalfjöldi. Það er hægt að reikna með formúlunni:

V = √ [(3kT) / m ₀ ].

Í því er T hitastigið í Kelvin, m ₀ er massi einnar sameindar, k er Boltzmann fasti (k = 1,38 * 10 ^-23 J / K).

Staðfesting þriðja ákvæðis ICB

Ögnin draga og hrinda af. Í skýringunni á mörgum ferlum sem tengjast varma hreyfingu er þessi þekking mikilvægt.

Eftir allt saman fer sveitir milliverkanna eftir því hversu mikið er málið. Svo, fyrir lofttegundir eru nánast enginn, þar sem agnirnir eru fjarlægðar svo mikið að aðgerð þeirra sést ekki. Í vökva og fast efni eru þau áberandi og tryggja varðveislu magns efnisins. Í síðarnefnda ábyrgist þeir einnig viðhald formsins.

Sönnun á tilvist öflugrar aðdráttar og frásogs er útliti teygju sveitir í aflögun líkama. Þannig, þegar lengingin eykst, aukast öflugrar aðdráttarafl milli sameinda, og þegar um er að ræða þrýstingi, eru öflugir aðdráttarafl afstokkuð. En í báðum tilvikum snúa þeir líkamanum aftur til upprunalegs myndar.

Meðaltal orku varma hreyfingar

Það er hægt að skrifa úr grundvallar MKT jöfnu :

(PV) / N = (2E) / 3.

Í þessari formúlu er p þrýstingurinn, V er rúmmálið, N er fjöldi sameindanna og E er meðal hreyfiorkan.

Á hinn bóginn getur þessi jöfnu verið skrifuð sem:

(PV) / N = kT.

Ef þú sameinar þær færðu eftirfarandi jafnrétti:

(2E) / 3 = kT.

Af þessu fylgir formúla fyrir meðal hreyfiorku sameinda:

E = (3kT) / 2.

Þess vegna er ljóst að orkan er í réttu hlutfalli við hitastig efnisins. Það er, þegar hið síðarnefnda eykst, hreyfist ögnin hraðar. Þetta er kjarni varma hreyfingarinnar sem er til staðar, svo lengi sem hitastig er frábrugðið algeru núlli.