Ինչ է սա: ջերմային շարժում: Ինչ հասկացությունների հետ է կապված:

Ֆիզիկական աշխարհի իրադարձությունները անխուսափելիորեն կապված են ջերմաստիճանի փոփոխությունների հետ: Իր յուրաքանչյուր մարդու հետ ծանոթանում է վաղ մանկության ժամանակ, երբ հասկանում է, որ սառույցը ցուրտ է, եւ եռացող ջուրը այրվում է: Միեւնույն ժամանակ, հասկանալի է, որ ջերմաստիճանի փոփոխման գործընթացները միանգամից չեն առաջանում: Միայն այն ժամանակ դպրոցում ուսանողը սովորում է, որ դա պայմանավորված է ջերմային շարժման շնորհիվ: Իսկ ջերմաստիճանի հետ կապված գործընթացները բացահայտեցին ֆիզիկայի մի ամբողջ հատվածը:

Որն է ջերմաստիճանը:

Այս գիտական հայեցակարգը ներկայացված է սովորական տերմինները փոխարինելու համար: Ամենօրյա կյանքում մշտապես հայտնվում են այնպիսի բառեր, ինչպիսիք են տաք, սառը կամ ջերմ: Բոլորը խոսում են մարմնի ջերմության աստիճանի մասին: Սա այն է, թե ինչպես է այն սահմանվում ֆիզիկայի մեջ, միայն հավելումով, որ դա սցենարի քանակ է: Ի վերջո, ջերմաստիճանը ոչ մի ուղղություն չունի, այլ միայն թվային արժեք:

Միավորների միջազգային համակարգում (SI) ջերմաստիճանը չափվում է աստիճանով Celsius (° C): Սակայն ջերմային երեւույթները նկարագրող շատ բանաձեւերում այն անհրաժեշտ է թարգմանել այն Kelvin (K): Դրա համար կա մի պարզ բանաձեւ, T = t + 273. Այնտեղ T- ը Քելվիվի ջերմաստիճանը, եւ t -ն Celsius- ում է: Քելվինի սանդղակը կապված է բացարձակ զրոյական ջերմաստիճանի հասկացության հետ:

Կան մի քանի այլ ջերմաստիճան: Եվրոպայում եւ Ամերիկայում, օրինակ, Fahrenheit (F) ընթացքում: Հետեւաբար, նրանք պետք է կարողանան գրել Ջելսիուսում: Դա անելու համար հարկավոր է F- ի ընթերցումներից 32-ը հանվել, ապա բաժանել այն 1.8:

Տնային փորձարկում

Իր բացատրության մեջ անհրաժեշտ է իմանալ այնպիսի հասկացությունները, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, ջերմային շարժումը: Այո, եւ այդ փորձը կատարելու համար հեշտ է:

Նրա համար երեք տանկեր կունենա: Նրանք պետք է լինեն բավականաչափ խոշոր, որպեսզի հեշտությամբ տեղադրվեն իրենց ձեռքում: Լրացրեք դրանք տարբեր ջերմաստիճանի ջրի մեջ: Նախ, այն պետք է շատ ցուրտ լինի: Երկրորդ, ջերմացան: Երրորդ, թափեք տաք ջուր, մեկը, որով ձեռքը հնարավոր կլինի անցկացնել:

Այժմ փորձը: Ձախ ձեռքը իջեցրեք սառը ջրի կոնտեյներով, ճիշտը, ամենաշոգը: Սպասեք մի քանի րոպե: Հեռացրեք դրանք եւ անմիջապես ներդիր նրանց տաք ջրով տապակած մեջ:

Արդյունքը անսպասելի կլինի: Ձախ ձեռքը զգալու է, որ ջուրը ջերմ է, ճիշտը, սառը ջրի զգացում կունենա: Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ սկզբում ջերմային հավասարակշռությունը հաստատվում է այն հեղուկների հետ, որոնց մեջ ձեռքերը սկզբում ընկղմվում են: Եվ այդ հավասարակշռությունը կտրուկ խախտում է:

Մոլեկուլային-կինետիկ տեսության հիմնական դրույթները

Այն նկարագրում է բոլոր ջերմային երեւույթները: Եվ այս հայտարարությունները բավականին պարզ են: Հետեւաբար, անհրաժեշտ է իմանալ այդ դրույթները ջերմային միջնորդության մասին զրույցում:

Նախ `նյութերը ձեւավորվում են միմյանցից որոշ հեռավորության վրա գտնվող րոպե մասնիկներով: Եվ այդ մասնիկները կարող են լինել ինչպես մոլեկուլները, այնպես էլ ատոմները: Եվ նրանց միջեւ հեռավորությունը շատ անգամ է, քան մասնիկի չափը:

Երկրորդը `բոլոր նյութերի մեջ մոլեկուլների ջերմային շարժումը դիտվում է, որը երբեք չի դադարում: Մասնիկները շարժվում են պատահականորեն (քաոսային):

Երրորդ. Մասնիկները միմյանց հետ շփվում են: Այս գործողությունը պայմանավորված է ներգրավման եւ հրահրման ուժերով: Նրանց արժեքը կախված է մասնիկների միջեւ հեռավորությունից:

Հաստատման առաջին MKT դրույթը

Ապացուցել այն փաստը, որ մարմինները բաղկացած մասնիկներից, որոնց միջեւ առկա են բացեր, նրանց ջերմային ընդլայնումն է: Այսպիսով, երբ մարմինը ջեռուցվում է, դրա չափը մեծանում է: Դա պայմանավորված է միմյանցից մասնիկների հեռացումից:

Սա եւս մեկ հաստատում է դիֆուզիոն: Այսինքն, մեկ նյութի մոլեկուլների ներթափանցումը մյուսի մասնիկների միջեւ: Եվ այս շարժումը փոխկապակցված է: Դիֆուզիոնն ավելի արագ է ընթանում, հետագա մոլեկուլները տեղակայված են: Հետեւաբար, գազերի մեջ փոխադարձ ներթափանցումը տեղի կունենա ավելի արագ, քան հեղուկների մեջ: Իսկ խիստ, դիֆուզիոն երկար տարիներ է պահանջում:

Ի դեպ, վերջին գործընթացը բացատրում է ջերմային միջնորդությունը: Ի վերջո, նյութերի փոխադարձ ներթափանցումը տեղի է ունենում առանց արտաքին միջամտության: Բայց դա կարող է արագացնել, եթե մարմինը տաքացվի:

Երկրորդ ՄԿՏ-ի հաստատման հաստատում

Ջերմային միջնորդության գոյության վառ ապացույցը մասնիկների Brownian շարժումը: Այն դիտվում է կասեցված մասնիկների համար, այսինքն, նրանց համար, որոնք զգալիորեն մեծ են նյութի մոլեկուլներից: Այս մասնիկները կարող են լինել փոշու մասնիկներ կամ ձավարեղեն: Եվ դրանք ջրով կամ գազով:

Կախված մասնիկի պատահական միջնորդության պատճառն այն է, որ մոլեկուլները գործում են բոլոր կողմերում: Նրանց գործողությունները պատահական են: Ամեն անգամ ազդեցությունների մեծությունը տարբեր է: Հետեւաբար, արդյունքում ուժը մեկ ուղղություն է, մյուսը `մյուսը:

Եթե խոսենք մոլեկուլների ջերմային շարժման մասին, ապա դրա համար հատուկ անուն կա `միջին քառակուսի: Այն կարող է հաշվարկվել բանաձեւով.

V = √ [(3kT) / մ ₀ ]:

Այնտեղ T- ը Քելվինի ջերմաստիճանն է, m _0- ը մեկ մոլեկուլի զանգված է, k է Բոլցման կայունությունը (k = 1.38 * 10 ^-23 J / K):

ICB- ի երրորդ դրույթի հաստատում

Մասնիկները ներգրավում եւ արժեզրկում են: Ջերմային շարժման հետ կապված շատ գործընթացների բացատրության մեջ այս գիտելիքը կարեւոր է:

Ի վերջո, փոխգործակցության ուժերը կախված են հարցի համախառն վիճակից: Այսպիսով, գազերի համար գրեթե չկա, քանի որ մասնիկները հեռացվում են այնքանով, որ նրանց գործողությունները չեն երեւում: Հեղուկների եւ խտանյութերի մեջ դրանք հստակ են եւ ապահովում են նյութի ծավալների պահպանումը: Վերջինում նրանք երաշխավորում են նաեւ ձեւի պահպանումը:

Ներգրավման եւ հրահրման ուժերի գոյության ապացույցը մարմինների դեֆորմացման մեջ էլաստիկ ուժերի հայտնվելն է: Այսպիսով, երբ երկարաձգումը մեծանում է, մոլեկուլների միջեւ ներգրավման ուժերը մեծանում են, եւ սեղմման դեպքում ուժեղացնում են ներգրավման ուժերը: Բայց երկու դեպքում էլ մարմինը վերադարձնում է իր սկզբնական ձեւը:

Ջերմային շարժման միջին էներգիան

Այն կարելի է գրել հիմնական MKT հավասարման մեջ .

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

Այս բանաձեւում p- ը ճնշում է, V- ն է ծավալը, N- ը, մոլեկուլների քանակը, իսկ E միջին քնկային էներգիան:

Մյուս կողմից, այս հավասարումը կարելի է գրել հետեւյալ կերպ.

(PV) / N = kT:

Եթե դրանք միացնում եք, ապա ստանում եք հետեւյալ հավասարությունը.

(2E) / 3 = kT:

Դրանից հետո մոլեկուլների միջին քնկային էներգիայի բանաձեւը հետեւյալն է.

E = (3kT) / 2:

Ուստի պարզ է, որ էներգիան համաչափ է նյութի ջերմաստիճանին: Այսինքն, երբ վերջինս մեծանում է, մասնիկները ավելի արագ են շարժվում: Սա ջերմային շարժման էությունն է, որ գոյություն ունի, քանի դեռ բացակայում է զրոյից տարբերվող ջերմաստիճանը: