Apakah ini: pergerakan haba? Dengan apa yang difikirkannya berkaitan?

Peristiwa-peristiwa dunia fizikal berkait rapat dengan perubahan suhu. Dengan dia setiap orang akan mengenali pada zaman kanak-kanak kecil, apabila dia memahami bahawa ais sejuk, dan air mendidih terbakar. Pada masa yang sama, difahami bahawa proses perubahan suhu tidak berlaku dengan serta-merta. Hanya pada masa itu pelajar belajar bahawa ini disebabkan oleh pergerakan terma. Dan proses-proses yang berkaitan dengan suhu, mengenal pasti seksyen keseluruhan fizik.

Apakah suhu?

Konsep saintifik ini diperkenalkan untuk menggantikan istilah umum. Dalam kehidupan seharian, perkataan seperti panas, sejuk atau hangat sentiasa muncul. Mereka semua bercakap tentang tahap kehangatan badan. Ini adalah bagaimana ia ditakrifkan dalam fizik, hanya dengan tambahan bahawa ia adalah kuantiti skalar. Lagipun, suhu tidak mempunyai arah, tetapi hanya nilai berangka.

Dalam sistem unit antarabangsa (SI), suhu diukur dalam darjah Celcius (° C). Tetapi dalam banyak formula yang menggambarkan fenomena terma, ia perlu diterjemahkan ke Kelvin (K). Untuk ini, ada formula mudah: T = t + 273. Di dalamnya, T adalah suhu di Kelvin, dan t berada dalam Celsius. Skala Kelvin dikaitkan dengan konsep suhu sifar mutlak.

Terdapat beberapa lagi skala suhu. Di Eropah dan Amerika, sebagai contoh, dalam perjalanan Fahrenheit (F). Oleh itu, mereka mesti dapat menulis dalam Celsius. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk menolak 32 dari bacaan dalam F, kemudian bahagikannya dengan 1.8.

Eksperimen rumah

Dalam penjelasannya diperlukan untuk mengetahui konsep seperti suhu, gerakan haba. Ya, dan untuk melaksanakan pengalaman ini adalah mudah.

Ia akan mengambil tiga tangki untuknya. Mereka harus cukup besar agar sesuai dengan mudah di tangan mereka. Isikan mereka dengan air yang berbeza suhu. Pada mulanya, ia mesti sangat sejuk. Pada kedua - panas. Pada ketiga, tuangkan air panas, satu di mana tangan akan dapat ditahan.

Kini pengalaman itu sendiri. Turunkan tangan kiri anda ke dalam bekas air sejuk, yang betul dengan yang paling hangat. Tunggu beberapa minit. Keluarkan mereka dan segera tenggelamkan mereka di dalam sebuah kapal dengan air suam.

Hasilnya akan tidak dijangka. Tangan kiri akan merasakan air hangat, haknya akan merasakan air sejuk. Hal ini disebabkan oleh fakta bahawa pada awal keseimbangan termal dibentuk dengan cecair-cecair yang mana tangannya direndam pada mulanya. Dan kemudian keseimbangan ini telah banyak dilanggar.

Peruntukan utama teori molekul-molekul

Ia menerangkan semua fenomena haba. Dan kenyataan ini agak mudah. Oleh itu, perlu mengetahui peruntukan-peruntukan ini dalam perbualan tentang pergerakan terma.

Pertama: bahan-bahan dibentuk oleh zarah-zarah kecil, terletak pada jarak antara satu sama lain. Dan zarah-zarah ini boleh menjadi kedua-dua molekul dan atom. Dan jarak di antara mereka banyak kali lebih besar daripada saiz zarah.

Kedua: dalam semua bahan, gerakan haba molekul diperhatikan, yang tidak pernah berhenti. Zarah bergerak secara rawak (chaotically).

Ketiga: zarah berinteraksi dengan satu sama lain. Tindakan ini adalah disebabkan daya tarik dan penolakan. Nilai mereka bergantung pada jarak antara zarah.

Pengesahan penyediaan MKT pertama

Bukti fakta bahawa badan terdiri daripada zarah, di antara yang terdapat jurang, adalah pengembangan terma mereka . Oleh itu, apabila badan dipanaskan, saiznya meningkat. Ini disebabkan oleh penyingkiran zarah daripada satu sama lain.

Satu lagi pengesahan ini adalah penyebaran. Iaitu, penembusan molekul satu bahan antara zarah-zarah lain. Dan gerakan ini ternyata sama. Penyebaran semakin cepat, maka molekul selainnya terletak. Oleh itu, dalam gas, penembusan bersama akan berlaku lebih cepat daripada dalam cecair. Dan dalam pepejal, penyebaran memerlukan tahun.

Dengan cara ini, proses terakhir menerangkan gerakan haba. Lagipun, penembusan bersama bahan ke satu sama lain berlaku tanpa sebarang gangguan dari luar. Tetapi ia boleh dipercepat jika badan dipanaskan.

Pengesahan peruntukan MKT kedua

Bukti yang jelas tentang kewujudan gerakan termal ialah gerakan zarah Brownian. Ia dianggap sebagai zarah yang digantung, iaitu, bagi mereka yang jauh lebih besar daripada molekul bahan. Zarah-zarah ini boleh menjadi zarah atau bijirin debu. Dan masukkannya ke dalam air atau gas.

Alasan gerakan rawak zarah yang digantung ialah molekul bertindak di semua pihak. Tindakan mereka adalah rawak. Besarnya kesan pada setiap masa adalah berbeza. Oleh itu, daya yang dihasilkan diarahkan satu arah dan satu lagi.

Sekiranya kita bercakap mengenai kadar gerakan molekul termal, maka ia mempunyai nama khas - kuadrat min. Ia boleh dikira dengan formula:

V = √ [(3kT) / m ₀ ].

Di dalamnya, T ialah suhu dalam Kelvin, m ialah jisim satu molekul, k ialah pemalar Boltzmann (k = 1.38 * 10 ^-23 J / K).

Pengesahan ketetapan ICB yang ketiga

Zarah menarik dan ditolak. Dalam penjelasan mengenai banyak proses yang berkaitan dengan gerakan termal, pengetahuan ini penting.

Lagipun, daya interaksi bergantung kepada keadaan agregat perkara. Oleh itu, mereka praktikal tidak mempunyai gas, kerana zarah-zarah itu dihapuskan sehingga tindakan mereka tidak ditunjukkan. Dalam cecair dan pepejal mereka dapat dilihat dan memastikan pemeliharaan jisim perkara. Di dalam kedua mereka menjamin juga penyelenggaraan borang itu.

Bukti kewujudan daya tarik dan penolakan adalah penampilan daya anjal dalam ubah bentuk badan. Oleh itu, apabila pemanjangan bertambah, daya daya tarik antara molekul meningkat, dan dalam hal mampatan, daya daya tarikan ditimbulkan. Tetapi dalam kedua-dua kes ini, mereka kembali ke bentuk asalnya.

Tenaga purata gerakan termal

Ia boleh ditulis dari persamaan MKT asas :

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

Dalam formula ini, p ialah tekanan, V ialah isipadu, N adalah bilangan molekul, dan E ialah tenaga kinetik purata.

Sebaliknya, persamaan ini boleh ditulis sebagai:

(PV) / N = kT.

Jika anda menggabungkannya, anda akan mendapat persamaan berikut:

(2E) / 3 = kT.

Dari sini berikut formula untuk tenaga molekul purata kinetik:

E = (3kT) / 2.

Oleh itu adalah jelas bahawa tenaga adalah berkadar dengan suhu bahan. Iaitu, apabila peningkatan kedua, zarah bergerak lebih cepat. Inilah intipati pergerakan termal yang wujud, selagi ada suhu berbeza dari sifar mutlak.