Pilet nr 17

1. Atomistlik hüpotees aine struktuurist ja selle eksperimentaalsed tõendid. Ideaalne gaasimudel. Absoluutne temperatuur. Temperatuur kui sooja osakese liikumise keskmise kineetilise energia mõõt.

1. Valguse peegelduse ja murdumise seadused; täielik sisemine peegeldus; läätsed; õhuke läätse valem; optilised instrumendid.

a. 1. Kõik ained koosnevad molekulidest, mille vahel on tühikud. Tõestus: 1. kui lõhud eseme, siis on lõige krobeline; 2. iga keha saab alati kokku suruda – see on tingitud molekulide vahelistest tühikutest.

b. Kõik molekulid on pidevas kaootilises liikumises. Tõestus: 1. difusioon - ainete üksteisega segunemise nähtus. Kui kombineerite kahte ainet, segunevad need mõne aja pärast segamata (näiteks: kurkide marineerimine); 2. Browni liikumine on vedelikus või gaasis hõljuvate suurte osakeste liikumine. (näiteks: tolmuosakesed "tantsivad" õhus - see juhtub seetõttu, et õhumolekulid liiguvad pidevalt ja juhuslikult ning löövad molekule maha).

c. Molekulide vahel on samaaegselt külgetõmbe- ja tõrjuvad jõud (näiteks: batuut, auto vedru jne)

Ideaalne gaas on füüsika mudel. Anumas olevat gaasi peetakse ideaalseks gaasiks, kui anuma seinast seina lendav molekul ei põrka kokku teiste molekulidega.

MKT põhivõrrand ühendab gaasisüsteemi makroskoopilised parameetrid (rõhk, maht, temperatuur) mikroskoopilistega (molekulide mass, nende keskmine liikumiskiirus).

Kus on kontsentratsioon, 1/mol; - molekulmass, kg; - molekulide ruutkeskmine kiirus, m/s; - molekulaarse liikumise kineetiline energia, J.

Jää sulamistemperatuur Vee keemistemperatuur Temperatuur on keskmise kineetilise energia mõõt. Absoluutne null - võrrand näitab, et mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on molekulide energia ehk seda suurem on molekulide liikumiskiirus. Selle tulemusena suureneb rõhk anumas ja muud parameetrid.

Absoluutne temperatuur – mõõdetuna K (kelvinites)

Absoluutne null on temperatuur, mis on võrdne -273 kraadi Celsiuse järgi – mille juures peaks igasugune liikumine peatuma.

Aine omaduste selgitamiseks gaasilises olekus kasutatakse ideaalse gaasi mudelit. Gaasi peetakse ideaalseks, kui: a) molekulide vahel ei ole tõmbejõude, see tähendab, et molekulid käituvad absoluutselt elastsete kehadena;

B) gaas on väga tühjenenud, s.t. molekulide vaheline kaugus on palju suurem kui molekulide endi suurus;

C) termiline tasakaal kogu mahu ulatuses saavutatakse koheselt. Tingimused, mis on vajalikud selleks, et reaalne gaas saaks ideaalse gaasi omadused omandada, on täidetud tegeliku gaasi sobival rafineerimisel. Mõned gaasid, isegi toatemperatuuril ja atmosfäärirõhul, erinevad veidi ideaalsetest gaasidest. Ideaalse gaasi peamised parameetrid on rõhk, maht ja temperatuur.

MCT üks esimesi ja olulisi õnnestumisi oli anuma seintele avalduva gaasirõhu kvalitatiivne ja kvantitatiivne selgitus. Kvalitatiivne seletus seisneb selles, et gaasimolekulid, põrkudes kokku anuma seintega, interakteeruvad nendega mehaanikaseaduste kohaselt elastsete kehadena ja kannavad oma impulsid edasi anuma seintele.

Molekulaarkineetilise teooria põhiprintsiipide kasutamisel saadi ideaalse gaasi MKT põhivõrrand,

Mis näeb välja selline: , kus p on ideaalse gaasi rõhk, m0 on molekuli mass, keskmine väärtus

Molekulide kontsentratsioon, molekulide kiiruse ruut.

Ideaalsete gaasimolekulide translatsiooniliikumise kineetilise energia keskmise väärtuse määramine

Saame põhivõrrandi

Ideaalse gaasi MCT kujul:

Ainult gaasirõhku mõõtes on aga võimatu teada ei üksikute molekulide keskmist kineetilist energiat ega nende kontsentratsiooni. Järelikult on gaasi mikroskoopiliste parameetrite leidmiseks vaja mõõta mõnda muud füüsikalist suurust, mis on seotud molekulide keskmise kineetilise energiaga. See kogus on temperatuur. Temperatuur on skalaarne füüsikaline suurus, mis kirjeldab termodünaamilise tasakaalu seisundit (seisundit, milles mikroskoopilised parameetrid ei muutu). Termodünaamilise suurusena iseloomustab temperatuur süsteemi termilist olekut ja seda mõõdetakse selle kõrvalekalde astmega nulliks eeldatust, molekulaarkineetilise suurusena iseloomustab see molekulide kaootilise liikumise intensiivsust ja seda mõõdetakse. nende keskmise kineetilise energia järgi. Ek = 3/2 kT, kus k = 1,38 10^(-23) J/K ja seda nimetatakse Boltzmanni konstandiks.

Eraldatud süsteemi kõigi osade temperatuur tasakaalus on sama. Temperatuuri mõõdetakse termomeetritega erinevate temperatuuriskaalade kraadides. On olemas absoluutne termodünaamiline skaala (Kelvini skaala) ja erinevad empiirilised skaalad, mis erinevad oma lähtepunktide poolest. Enne absoluutse temperatuuriskaala kasutuselevõttu oli praktikas laialdaselt kasutusel Celsiuse skaala (vee külmumistemperatuuriks võetakse 0 °C ja vee keemistemperatuuriks normaalsel atmosfäärirõhul 100 °C).

Temperatuuriühikut absoluutskaalal nimetatakse Kelviniks ja see valitakse võrdseks ühe kraadiga Celsiuse skaalal 1 K = 1 °C. Kelvini skaalal võetakse absoluutse nulli temperatuur nulliks, st temperatuur, mille juures ideaalse gaasi rõhk konstantse ruumala juures on null. Arvutused annavad tulemuseks, et absoluutse nulli temperatuur on -273 °C. Seega on absoluutse temperatuuriskaala ja Celsiuse skaala vahel seos T = t °C + 273. Absoluutse nulli temperatuurid on kättesaamatud, kuna igasugune jahutamine põhineb molekulide pinnalt aurustumisel ning absoluutsele nullile lähenemisel molekulide translatsiooniliikumise kiirus aeglustub nii palju, et aurustumine praktiliselt peatub. Teoreetiliselt on absoluutse nulli juures molekulide translatsioonilise liikumise kiirus null, st molekulide soojusliikumine peatub.

Aine struktuuri molekulaarkineetilise teooria alused

Molekulaarkineetilise teooria põhialused töötas välja M.V. Lomonosov, L. Boltzmann, J. Maxwell jt. See teooria põhineb järgmistel sätetel:

1. Kõik ained koosnevad pisikestest osakestest – molekulidest. Keeruliste ainete molekulid koosnevad veelgi väiksematest osakestest – aatomitest. Erinevad aatomite kombinatsioonid loovad tüüpi molekule. Aatom koosneb positiivselt laetud tuumast, mida ümbritseb negatiivselt laetud elektronkiht. Molekulide ja aatomite massi mõõdetakse aatommassi ühikutes (a.m.u.). Aatomite ja molekulide läbimõõt on suurusjärgus 10 - 10 cm Aine kogust, mis sisaldab osakeste (aatomite või molekulide) arvu, mis on võrdne aatomite arvuga 0,012 kg süsiniku isotoobis C nimetatakse nn. me palvetame.

Nimetatakse ainet sisaldavate osakeste arvu moolis (kilomoolis). Avogadro number. N = 6,023 * 10 kmol. Mooli massi nimetatakse molaarmass. Aatomite ja molekulide vahel on vastastikuse tõmbe- ja tõukejõud. Molekulidevahelise kauguse (r) suurenedes vähenevad tõukejõud kiiremini kui tõmbejõud. Teatud kaugusel (r) muutuvad tõukejõud ja tõmbejõud võrdseks ning molekulid on stabiilses tasakaalus. Interaktsioonijõud on pöördvõrdelised molekulidevahelise kauguse n-nda astmega (f korral n = 7; f korral n on väärtuseks 9 kuni 15) Molekulide vaheline kaugus r vastab nende potentsiaalse energia miinimumile. Muu kauguse muutmiseks peale r on vaja kulutada tööd kas tõukejõudude või külgetõmbejõudude vastu; See. molekulide stabiilse tasakaalu asend vastab nende potentsiaalse energia miinimumile. Keha moodustavad molekulid on pidevas juhuslikus liikumises.

Molekulid põrkuvad üksteisega, muutes kiirust nii suurusjärgus kui ka suunas. Sel juhul toimub nende kogu kineetilise energia ümberjaotumine. Molekulidest koosnevat keha käsitletakse liikuvate ja interakteeruvate osakeste süsteemina. Sellisel molekulide süsteemil on energia, mis koosneb osakeste vastasmõju potentsiaalsest energiast ja osakeste liikumise kineetilisest energiast. Seda energiat nimetatakse kehade siseenergia. Soojusvahetusel kehade vahel ülekantud siseenergia hulka nimetatakse soojushulk (Joule, cal). Joule – SI. 1 cal = 4,18 J. Aatomid ja molekulid on pidevas liikumises, mida nimetatakse soojus. Termilise liikumise peamine omadus on selle katkematus (kaootilisus). Soojusliikumise intensiivsuse kvantitatiivseks iseloomustamiseks võetakse kasutusele kehatemperatuuri mõiste. Mida intensiivsem on molekulide termiline liikumine kehas, seda kõrgem on selle temperatuur. Kui kaks keha puutuvad kokku, liigub energia kuumemalt kehalt vähem kuumenenud kehasse ja lõpuks settib termilise tasakaalu seisund.

Molekulaarkineetiliste mõistete seisukohalt temperatuuri on molekulide või aatomite translatsioonilise liikumise keskmist kineetilist energiat iseloomustav suurus. Soojustemperatuuri mõõtühik on kraadi.(Sajandik puhta vee keemis- ja külmumispunktide erinevusest atmosfäärirõhul). Füüsikasse võeti kasutusele Kelvini absoluutse temperatuuri skaala. Celsiuse kraad on võrdne Kelvini kraadiga. Temperatuuril – 273 C peaks gaasimolekulide translatsiooniline liikumine (absoluutne null) peatuma, st süsteemi (keha) energia on võimalikult väike.

Aine ehituse molekulaarkineetilise teooria aluspõhimõtteid kinnitavad arvukad katsed ja nähtused (difusioon, Browni liikumine, vedelike segunemine, erinevate ainete kokkusurutavus, tahkete ainete lahustumine vedelikes jne). Kaasaegsed eksperimentaalsed meetodid – röntgendifraktsioonianalüüs, elektronmikroskoobiga tehtud vaatlused ja muud – on rikastanud meie arusaama aine ehitusest. Gaasis on molekulide vahelised kaugused suhteliselt suured ja külgetõmbejõud tühised. Gaasi molekulid kipuvad alati olema ühtlaselt jaotunud kogu nende poolt hõivatud ruumala ulatuses. Gaas avaldab survet anuma seintele, milles see asub. See rõhk on põhjustatud liikuvate molekulide mõjust. Gaasi kineetilist teooriat uurides nn ideaalne gaas. Gaas, milles me jätame tähelepanuta molekulidevahelise interaktsiooni jõud ja gaasimolekulide mahu. Eeldusel, et kokkupõrgete ajal on ideaalse gaasi molekulid nagu absoluutselt elastsed kuulid.

Tagasi edasi

Tähelepanu! Slaidide eelvaated on ainult informatiivsel eesmärgil ja ei pruugi esindada kõiki esitluse funktsioone. Kui olete sellest tööst huvitatud, laadige alla täisversioon.

Eesmärgid.

• Hariduslik.
  • Esitage temperatuuri mõiste kui keskmise kineetilise energia mõõt; vaagida termomeetrite loomise ajalugu, võrrelda erinevaid temperatuuriskaalasid; arendada oskust rakendada omandatud teadmisi probleemide lahendamisel ja praktiliste ülesannete täitmisel, laiendada õpilaste silmaringi soojusnähtuste vallas.
• Hariduslik.
  • Vestluspartneri kuulamise ja oma vaatenurga väljendamise oskuse arendamine
• Arendav.
  • Vabatahtliku tähelepanu, mõtlemise (oskus analüüsida, võrrelda, luua analoogiaid, teha järeldusi), kognitiivse huvi (füüsilise katse põhjal) arendamine õpilastel;
  • ideoloogiliste kontseptsioonide kujunemine maailma tunnetavuse kohta.

TUNNIDE AJAL

Tere, palun istuge.

Mehaanikat õppides huvitas meid kehade liikumine. Nüüd käsitleme nähtusi, mis on seotud puhkeolekus olevate kehade omaduste muutumisega. Uurime õhu soojendamist ja jahutamist, jää sulamist, metallide sulamist, vee keemist jne. Selliseid nähtusi nimetatakse nn. termilised nähtused.

Teame, et külma vee soojendamisel muutub see kõigepealt soojaks ja seejärel kuumaks. Leegist eemaldatud metallosa jahtub järk-järgult. Soojaveeradiaatoreid ümbritsev õhk soojeneb jne.

Kehade termilise oleku tähistamiseks kasutame sõnu "külm", "soe", "kuum". Kehade termilist olekut iseloomustav suurus on temperatuuri.

Kõik teavad, et kuuma vee temperatuur on kõrgem kui külma vee temperatuur. Talvel on välisõhu temperatuur madalam kui suvel.

Kõik mis tahes aine molekulid liiguvad pidevalt ja juhuslikult (kaootiliselt).

Molekulide juhuslikku kaootilist liikumist nimetatakse soojusliikumiseks.

Ütle mulle, mis vahe on termilisel liikumisel ja mehaanilisel liikumisel?

See hõlmab paljusid erineva trajektooriga osakesi. Liikumine ei peatu kunagi. (Näide: Browni liikumine)

Browni liikumismudeli demonstratsioon

Millest sõltub soojusliikumine?

• Katse nr 1: Kasta tükk suhkrut külma vette ja teine ​​kuuma vette. Kumb lahustub kiiremini?
• Katse nr 2: Aseta 2 tükki suhkrut (üks suurem kui teine) külma vette. Kumb lahustub kiiremini?

Küsimus, milline temperatuur on, osutus väga keeruliseks. Mille poolest erineb näiteks kuum vesi külmast? Pikka aega polnud sellele küsimusele selget vastust. Tänapäeval teame, et igal temperatuuril koosneb vesi samadest molekulidest. Mis siis täpselt muutub vees selle temperatuuri tõustes? Kogemuste põhjal nägime, et suhkur lahustub kuumas vees palju kiiremini. Lahustumine toimub difusiooni tõttu. Seega Difusioon toimub kõrgematel temperatuuridel kiiremini kui madalamatel temperatuuridel.

Kuid difusiooni põhjuseks on molekulide liikumine. See tähendab, et molekulide liikumiskiiruse ja kehatemperatuuri vahel on seos: Kõrgema temperatuuriga kehas liiguvad molekulid kiiremini.

Kuid temperatuur ei sõltu ainult molekulide keskmisest kiirusest. Näiteks hapniku, mille molekulide keskmine kiirus on 440 m/s, temperatuur on 20 °C ja lämmastiku temperatuur sama molekulide keskmise kiirusega on 16 °C. Lämmastiku madalam temperatuur on tingitud sellest, et lämmastiku molekulid on hapniku molekulidest kergemad. Seega ei määra aine temperatuuri mitte ainult selle molekulide keskmine liikumiskiirus, vaid ka nende mass. Sama näeme ka katses nr 2.

Teame suurusi, mis sõltuvad nii osakese kiirusest kui massist. See on impulss- ja kineetiline energia. Teadlased on leidnud, et kehatemperatuuri määrab molekulide kineetiline energia: temperatuur on kehas olevate osakeste keskmise kineetilise energia mõõt; mida suurem see energia, seda kõrgem on kehatemperatuur.

Niisiis, kui kehad kuumenevad, suureneb molekulide keskmine kineetiline energia ja nad hakkavad kiiremini liikuma; Jahtumisel molekulide energia väheneb ja nad hakkavad aeglasemalt liikuma.

Temperatuur on suurus, mis iseloomustab keha termilist olekut. Keha "soojuse" mõõt. Mida kõrgem on keha temperatuur, seda suurem on selle aatomite ja molekulide keskmine energia.

Kas keha kuumenemise astme hindamisel on võimalik tugineda ainult oma aistingutele?

• Katse nr 1: Puudutage ühe käega puidust eset ja teise käega metallesemet.

Võrrelge aistinguid

Kuigi mõlemad objektid on sama temperatuuriga, on üks käsi külm ja teine ​​soe

• Katse nr 2: võtke kolm anumat kuuma, sooja ja külma veega. Asetage üks käsi külma veega nõusse ja teine ​​kuuma veega nõusse. Mõne aja pärast asetage mõlemad käed sooja veega anumasse

Võrrelge aistinguid

Kuumas vees olnud käsi on nüüd külm ja külmas vees olnud käsi on nüüd soe, kuigi mõlemad käed on samas anumas.

Oleme tõestanud, et meie tunded on subjektiivsed. Nende kinnitamiseks on vaja instrumente.

Temperatuuri mõõtmiseks kasutatavaid instrumente nimetatakse termomeetrid. Sellise termomeetri toime põhineb aine soojuspaisumisel. Kuumutamisel termomeetris kasutatava aine (näiteks elavhõbeda või alkoholi) kolonn suureneb ja jahutamisel väheneb. Esimese vedeliku termomeetri leiutas 1631. aastal prantsuse füüsik J. Rey.

Kehatemperatuur muutub seni, kuni see saavutab termilise tasakaalu keskkonnaga.

Termilise tasakaalu seadus: mis tahes isoleeritud kehade rühma korral muutuvad temperatuurid mõne aja pärast samaks, s.t. tekib termilise tasakaalu seisund.

Tuleb meeles pidada, et iga termomeeter näitab alati oma temperatuuri. Keskkonna temperatuuri määramiseks tuleks termomeeter asetada sellesse keskkonda ja oodata, kuni seadme temperatuur lakkab muutumast, võttes väärtuse, mis on võrdne ümbritseva õhu temperatuuriga.. Kui keskkonna temperatuur muutub, muutub ka termomeetri temperatuur.

Inimese kehatemperatuuri mõõtmiseks mõeldud meditsiiniline termomeeter töötab mõnevõrra erinevalt. See kuulub nn maksimaalsed termomeetrid, registreerides kõrgeima temperatuuri, milleni neid kuumutati. Olles mõõtnud enda temperatuuri, võite märgata, et kui satute külmemasse keskkonda (võrreldes inimkehaga), näitab meditsiiniline termomeeter jätkuvalt sama väärtust. Elavhõbedasamba algolekusse naasmiseks tuleb seda termomeetrit loksutada.

Keskkonna temperatuuri mõõtmiseks kasutatava laboritermomeetri puhul pole see vajalik.

Igapäevaelus kasutatavad termomeetrid võimaldavad väljendada aine temperatuuri Celsiuse kraadides (°C).

A. Celsius (1701-1744) – Rootsi teadlane, kes pakkus välja kraadise temperatuuriskaala kasutamise. Celsiuse temperatuuriskaalal on null (alates 18. sajandi keskpaigast) jää sulamise temperatuur ja 100 kraadi on vee keemistemperatuur normaalsel atmosfäärirõhul.

Kuulame sõnumit termomeetrite arenguloost (Sidorova E. ettekanne)

Vedeliku termomeetrid põhinevad põhimõttel muuta termomeetrisse valatava vedeliku (tavaliselt alkohol või elavhõbe) mahtu, kui ümbritseva õhu temperatuur muutub. Puudus: erinevad vedelikud paisuvad erinevalt, seega on termomeetri näidud erinevad: Elavhõbe -50 0 C; glütseriin -47,6 0 C

Proovisime kodus teha vedelikutermomeetrit. Vaatame, mis sellest välja tuleb. (Video autor Brykina V. Lisa 1)

Saime teada, et on olemas erinevad temperatuuriskaalad. Lisaks Celsiuse skaalale on laialdaselt kasutusel ka Kelvini skaala. Absoluutse temperatuuri mõiste võttis kasutusele W. Thomson (Kelvin). Absoluutset temperatuuriskaalat nimetatakse Kelvini skaalaks või termodünaamiliseks temperatuuriskaalaks.

Absoluutse temperatuuri ühik on kelvin (K).

Absoluutne null on madalaim võimalik temperatuur, mille juures miski ei saa olla külmem ja teoreetiliselt on võimatu ainest soojusenergiat eraldada, temperatuur, mille juures molekulide soojusliikumine peatub

Absoluutne null on defineeritud kui 0 K, mis on ligikaudu 273,15 °C

Üks kelvin võrdub ühe kraadiga T=t+273

Ühtse riigieksami küsimused

Milline järgmistest termomeetriga kuuma vee temperatuuri mõõtmise võimalustest annab kõige õigema tulemuse?

1) Termomeeter kastetakse vette ja pärast mõne minuti möödumist veest eemaldamist võetakse näidud

2) Termomeeter lastakse vette ja oodatakse, kuni temperatuur ei muutu. Pärast seda, ilma termomeetrit veest eemaldamata, võtke selle näidud

3) Termomeeter lastakse vette ja ilma seda veest välja võtmata võetakse kohe näidud

4) Termomeeter lastakse vette, seejärel võetakse kiiresti veest välja ja võetakse näidud

Joonisel on kujutatud osa aknast väljas rippuva termomeetri skaalast. Õhutemperatuur väljas on

• 18 0 C
• 14 0 C
• 21 0 C
• 22 0 C

Lahendage ülesandeid nr 915, 916 (V.I. Lukašik, E.V. Ivanova „Ülesannete kogumik füüsikas 7-9“)

1. Kodutöö: punkt 28
2. Nr 128 D “Ülesannete kogumik füüsikas 7-9” V.I.Lukashik, E.V. Ivanova

Metoodiline tugi

1. “Füüsika 8” S.V. Gromov, N.A. Kodumaa
2. “Füüsikaülesannete kogu 7-9” V.I.Lukashik, E.V. Ivanova
3. Internetis avalikult kättesaadavad joonised

1. lehekülg

Vedelas olekus olevate ainete molekulide soojusliikumine sarnaneb nende liikumisega kristalses ja gaasilises olekus olevate ainete puhul. Kristallides väljendub molekulide soojusliikumine peamiselt molekulide vibratsioonis tasakaaluasendi suhtes, mis ajas praktiliselt ei muutu. Molekulide soojusliikumine gaasides on peamiselt nende translatsiooniline liikumine ja pöörlemine, mille suunad kokkupõrgetes muutuvad.

Aine molekulide termilist liikumist substraadi pinnal nimetatakse migratsiooniks. Rände ajal muutub võimalikuks molekulide – kaks või harvem kolm – omavahel kokkupõrge. Põrkuvad molekulid tulevad kokku van der Waalsi jõudude mõjul. Seega moodustuvad dubletid ja kolmikud. Neid on raskem desorbeeruda kui üksikuid molekule, kuna nende sidemed pinnaga on märgatavalt tugevamad. Need moodustised on aktiivsed keskused järgnevate settivate molekulide kondenseerumisel.

Kuna kehaaine molekulide termiline liikumine rikub nende järjestatud paigutust, väheneb magnetiseerumine temperatuuri tõustes.

Kuna kehaaine molekulide termiline liikumine rikub nende järjestatud paigutust, väheneb magnetiseerumine temperatuuri tõustes. Kui see keha välisväljast eemaldada, viib molekulide kaootiline liikumine selle täieliku demagnetiseerumiseni.

Küllastunud aururõhk tekib aurufaasis aine molekulide termilisel liikumisel teatud temperatuuril.

Gaasiline olek tekib siis, kui aine molekulide soojusliikumise energia ületab nende vastasmõju energia. Aine molekulid omandavad sellises olekus sirgjoonelise translatsioonilise liikumise ning ainete individuaalsed omadused kaovad ning nad alluvad kõikidele gaasidele ühistele seadustele.Gaasilistel kehadel ei ole oma kuju ja nad muudavad välisjõudude mõjul kergesti oma mahtu või kui temperatuur muutub.

Absoluutset nulli (0 K) iseloomustab aine molekulide termilise liikumise peatumine ja see vastab temperatuurile alla 0 C 273 16 C võrra.

Aine kineetiline teooria võimaldab meil luua seose rõhu ja aine molekulide soojusliikumise kineetilise energia vahel.

Kui molekulide sisemised liikumised on seotud nende välise soojusliikumisega, siis on võimatu mõista aine omadusi, selle keemilist käitumist ilma seda seost uurimata, võtmata arvesse tegureid, mis mõjutavad molekulide soojuslikku liikumist. ainet (temperatuur, rõhk, keskkond jne) ning selle soojusliikumise kaudu mõjutada ka iga üksiku molekuli sisemise liikumise olekut.

Seega leiti, et iga aine saab muuta gaasilisest olekust vedelaks. Kuid iga aine saab sellist transformatsiooni kogeda ainult temperatuuridel, mis on madalamad teatud nn kriitilisest temperatuurist Tc. Üle kriitilise temperatuuri ei muutu aine ühelgi rõhul vedelaks ega tahkeks. On ilmne, et kriitilisel temperatuuril ületab aine molekulide soojusliikumise keskmine kineetiline energia nende sidumise potentsiaalse energia vedelikus või tahkes olekus. Kuna erinevate ainete molekulide vahel mõjuvad külgetõmbejõud on erinevad, on erinev ka nende ühenduse potentsiaalne energia, mistõttu on erinevate ainete kriitilise temperatuuri väärtused ka erinevad.

Relaksatsiooniajad 1 ja T2 on ülal toodud konstantidena, mis tuleb kogemuse põhjal kindlaks määrata. Erinevate ainete puhul mõõdetud väärtused 7 on laias vahemikus K) 4 sekundist paramagnetiliste soolade lahuste puhul kuni mitmeni. Eksperimentaalsed andmed näitavad tihedat seost relaksatsiooniaegade väärtuste ja aine molekulide soojusliikumise struktuuri ja olemuse vahel.

Absoluutne temperatuur T, K, iseloomustab keha kuumenemisastet. Eelkõige võeti rahvusvahelise praktilise Celsiuse temperatuuriskaala koostamisel algväärtusteks jää sulamistemperatuur (0 C) ja vee keemistemperatuur (100 C) normaalsel atmosfäärirõhul. temperatuur ja selle mõõtühik - kraadid. Temperatuur üle 0 C loetakse positiivseks ja temperatuur alla 0 C negatiivseks. SI mõõtühikute süsteemis tehakse temperatuuriarvutused absoluutsest nullist Kelvini termodünaamilise skaala kraadides. Selle skaala absoluutset nulli (0 K) iseloomustab aine molekulide soojusliikumise seiskumine ja see vastab Celsiuse skaalal temperatuurile - 273 15 C. Seega erinevad mõlemad skaalad ainult lähtepunkti poolest, ja jagamise hind (kraad) on neil sama.

Lehekülgi: 1    

Teema "Soojusliikumine" uurimiseks peame kordama:

Meid ümbritsevas maailmas esineb mitmesuguseid füüsilisi nähtusi, mis on otseselt seotud kehatemperatuuri muutustega.

Lapsest saati mäletame, et vesi järves on esmalt külm, siis vaevu soe ja alles mõne aja pärast muutub see ujumiskõlblikuks.

Selliste sõnadega nagu “külm”, “kuum”, “kergelt soe” defineerime kehade erinevaid “kuumenemise” astmeid ehk füüsika keeles – kehade erinevaid temperatuure.

Kui võrrelda temperatuuri järves suvel ja hilissügisel, on erinevus ilmne. Sooja vee temperatuur on veidi kõrgem kui jäävee temperatuur.

Teatavasti toimub difusioon kõrgematel temperatuuridel kiiremini. Sellest järeldub, et molekulide liikumiskiirus ja temperatuur on omavahel tihedalt seotud.

Korraldage eksperiment: võtke kolm klaasi ja täitke need külma, sooja ja kuuma veega ning pange nüüd igasse klaasi teepakk ja jälgige, kuidas vee värvus muutub? Kus toimub see muutus kõige intensiivsemalt?

Kui tõstad temperatuuri, siis molekulide liikumiskiirus suureneb, kui alandad, siis väheneb. Seega järeldame: kehatemperatuur sõltub otseselt molekulide liikumiskiirusest.

Kuum vesi koosneb täpselt samadest molekulidest kui külm vesi. Erinevus nende vahel on ainult molekulide liikumiskiiruses.

Nähtusi, mis on seotud kehade kuumutamise või jahutamisega ja temperatuurimuutustega, nimetatakse termiliseks. Nende hulka kuuluvad mitte ainult vedelate kehade, vaid ka gaasilise ja tahke õhu soojendamine või jahutamine.

Veel näiteid soojusnähtuste kohta: metalli sulamine, lume sulamine.

Molekulid ehk aatomid, mis on kõigi kehade aluseks, on lõputus kaootilises liikumises. Molekulide liikumine erinevates kehades toimub erinevalt. Gaasi molekulid liiguvad juhuslikult suurel kiirusel mööda väga keerulist trajektoori.Kui nad põrkuvad, põrkuvad nad üksteiselt tagasi, muutes kiiruste suurust ja suunda.

Vedelad molekulid võnguvad ümber tasakaaluasendi (kuna nad asuvad peaaegu üksteise lähedal) ja hüppavad suhteliselt harva ühest tasakaaluasendist teise. Molekulide liikumine vedelikes on vähem vaba kui gaasides, kuid vabam kui tahkes.

Tahketes ainetes vibreerivad molekulid ja aatomid teatud keskmiste positsioonide ümber.

Temperatuuri tõustes suureneb osakeste kiirus, Sellepärast Osakeste kaootilist liikumist nimetatakse tavaliselt termiliseks.

Huvitav:

Mis on Eiffeli torni täpne kõrgus? Ja see oleneb ümbritseva õhu temperatuurist!

Fakt on see, et torni kõrgus varieerub koguni 12 sentimeetrit.

ja talade temperatuur võib ulatuda kuni 40 kraadini Celsiuse järgi.

Ja nagu teate, võivad ained kõrge temperatuuri mõjul laieneda.

Kaootilisus on soojusliikumise kõige olulisem omadus. Üks olulisemaid tõendeid molekulide liikumise kohta on difusioon ja Browni liikumine. (Browni liikumine on pisikeste tahkete osakeste liikumine vedelikus molekulaarsete mõjude mõjul. Nagu vaatlus näitab, ei saa Browni liikumine peatuda). Browni liikumise avastas inglise botaanik Robert Brown (1773-1858).

Molekulide ja aatomite soojusliikumises osalevad absoluutselt kõik keha molekulid, mistõttu soojusliikumise muutumisega muutuvad ka keha enda olek ja selle erinevad omadused.

Meenutagem, kuidas muutuvad vee omadused koos temperatuurimuutustega.

Kehatemperatuur sõltub otseselt molekulide keskmisest kineetilisest energiast. Teeme ilmse järelduse: mida kõrgem on keha temperatuur, seda suurem on selle molekulide keskmine kineetiline energia. Ja vastupidi, kehatemperatuuri langedes väheneb selle molekulide keskmine kineetiline energia.

Temperatuur – keha soojuslikku seisundit iseloomustav suurus ehk teisisõnu keha “kuumenemise” mõõt.

Mida kõrgem on keha temperatuur, seda suurem on selle aatomite ja molekulide keskmine energia.

Temperatuuri mõõdetakse termomeetrid, st. temperatuuri mõõtmise instrumendid

Temperatuuri otseselt ei mõõdeta! Mõõdetud väärtus sõltub temperatuurist!

Praegu on olemas vedeliku- ja elektritermomeetrid.

Kaasaegsetes vedeliktermomeetrites on see alkoholi või elavhõbeda maht. Termomeeter mõõdab sinu enda temperatuuri! Ja kui tahame mõne teise keha temperatuuri mõõta termomeetriga, siis peame ootama mõnda aega, kuni keha ja termomeetri temperatuurid on võrdsed, s.t. termomeetri ja keha vahel tekib termiline tasakaal. Kodune termomeeter “termomeeter” vajab patsiendi temperatuuri täpseks mõõtmiseks aega.

See on termilise tasakaalu seadus:

Mis tahes isoleeritud kehade rühma puhul muutuvad temperatuurid mõne aja pärast samaks,

need. tekib termilise tasakaalu seisund.

Kehatemperatuuri mõõdetakse termomeetriga ja seda väljendatakse kõige sagedamini kraadi Celsiuse järgi(°C). On ka teisi mõõtühikuid: Fahrenheit, Kelvin ja Reaumur.

Kõige sagedamini mõõdavad füüsikud temperatuuri Kelvini skaalal. 0 kraadi Celsiuse järgi = 273 kraadi Kelvinit