Ympäröivässä maailmassa on erilaisia fyysisiä ilmiöitä, jotka liittyvät suoraan kehon lämpötilan muutos. Lapsuudesta lähtien tiedämme, että kylmä vesi kuumenee ensin tuskin lämpimäksi ja vasta tietyn ajan kuluttua kuumaksi.
Sellaisilla sanoilla kuin "kylmä", "kuuma", "lämmin" määrittelemme kappaleiden "kuumenemisen" eri asteet tai fysiikan kielellä puhuen kappaleiden eri lämpötiloja. Lämpimän veden lämpötila on hieman korkeampi kuin kylmän veden lämpötila. Jos vertaamme kesä- ja talviilman lämpötilaa, lämpötilaero on ilmeinen.
Kehon lämpötila mitataan lämpömittarilla ja ilmaistaan Celsius-asteina (°C).
Kuten tiedetään, diffuusio korkeammassa lämpötilassa on nopeampaa. Tästä seuraa, että molekyylien liikenopeus ja lämpötila ovat syvästi yhteydessä toisiinsa. Jos nostat lämpötilaa, molekyylien liikenopeus kasvaa, jos vähennät sitä, se laskee.
Näin ollen päätämme: kehon lämpötila on suoraan verrannollinen molekyylien liikkumisnopeuteen.
Kuuma vesi koostuu täsmälleen samoista molekyyleistä kuin kylmä vesi. Niiden välinen ero on vain molekyylien liikkumisnopeudessa.
Ilmiöitä, jotka liittyvät kappaleiden lämpenemiseen tai jäähtymiseen, lämpötilan muutokseen, kutsutaan termiksi. Näitä ovat ilman lämmitys tai jäähdytys, metallin sulatus, lumen sulaminen.
Molekyylit tai atomit, jotka ovat kaikkien kappaleiden perusta, ovat loputtomassa kaoottisessa liikkeessä. Tällaisten molekyylien ja atomien määrä ympärillämme olevissa kehoissa on valtava. 1 cm³ vettä vastaava tilavuus sisältää noin 3,34 x 10²² molekyyliä. Jokaisella molekyylillä on hyvin monimutkainen liikerata. Esimerkiksi suurilla nopeuksilla eri suuntiin liikkuvat kaasuhiukkaset voivat törmätä sekä toisiinsa että aluksen seiniin. Siten he muuttavat nopeuttaan ja jatkavat liikkumista uudelleen.
Kuva 1 esittää veteen liuenneiden maalihiukkasten satunnaista liikettä.
Joten teemme vielä yhden johtopäätöksen: kappaleiden muodostavien hiukkasten kaoottista liikettä kutsutaan lämpöliikkeeksi.
Satunnaisuus on lämpöliikkeen tärkein ominaisuus. Yksi tärkeimmistä todisteista molekyylien liikkumisesta on diffuusio ja Brownin liike.(Brownian liike on pienimpien kiinteiden hiukkasten liikettä nesteessä molekyylivaikutusten vaikutuksesta. Kuten havainnot osoittavat, Brownin liike ei voi pysähtyä).
Nesteissä molekyylit voivat värähdellä, pyöriä ja liikkua suhteessa muihin molekyyleihin. Jos otamme kiinteitä aineita, niin niissä molekyylit ja atomit värähtelevät joidenkin keskimääräisten asemien ympärillä.
Molekyylien ja atomien lämpöliikkeeseen osallistuvat ehdottomasti kaikki kehon molekyylit, minkä vuoksi lämpöliikkeen muuttuessa myös kehon itsensä tila, sen erilaiset ominaisuudet muuttuvat. Näin ollen, jos nostat jään lämpötilaa, se alkaa sulaa, samalla kun se saa täysin toisen muodon - jää muuttuu nesteeksi. Jos päinvastoin esimerkiksi elohopean lämpötilaa alennetaan, se muuttaa ominaisuuksiaan ja muuttuu nesteestä kiinteäksi.
T 
ruumiinlämpö riippuu suoraan molekyylien keskimääräisestä liikeenergiasta. Teemme ilmeisen johtopäätöksen: mitä korkeampi kehon lämpötila on, sitä suurempi on sen molekyylien keskimääräinen kineettinen energia. Toisaalta, kun kehon lämpötila laskee, sen molekyylien keskimääräinen kineettinen energia pienenee.
Jos sinulla on kysyttävää tai haluat tietää lisää lämpöliikkeestä ja lämpötilasta, rekisteröidy verkkosivuillamme ja pyydä ohjaajan apua.
Onko sinulla kysymyksiä? Etkö tiedä miten tehdä läksyjäsi?
Avun saaminen tutorilta -.
Ensimmäinen oppitunti on ilmainen!
blog.site, kopioimalla materiaali kokonaan tai osittain, linkki lähteeseen vaaditaan.
Tutkiaksemme aihetta "Lämpöliike" meidän on toistettava:
Ympäröivässä maailmassa tapahtuu erilaisia fysikaalisia ilmiöitä, jotka liittyvät suoraan kehon lämpötilan muutoksiin.
Lapsuudesta asti muistamme, että järven vesi on aluksi kylmää, sitten tuskin lämmintä ja vasta hetken kuluttua siitä tulee uimiseen sopiva.
Sellaisilla sanoilla kuin "kylmä", "kuuma", "hieman lämmin" määrittelemme kappaleiden "kuumenemisen" eri asteet tai fysiikan kielellä kehon eri lämpötiloja.
Jos vertaamme järven lämpötilaa kesällä ja myöhään syksyllä, ero on ilmeinen. Lämpimän veden lämpötila on hieman korkeampi kuin jääveden lämpötila.
Kuten tiedetään, diffuusio korkeammassa lämpötilassa on nopeampaa. Tästä seuraa, että molekyylien liikenopeus ja lämpötila ovat syvästi yhteydessä toisiinsa.
Kokeilu: Ota kolme lasia ja täytä ne kylmällä, lämpimällä ja kuumalla vedellä ja laita nyt teepussi jokaiseen lasiin ja tarkkaile kuinka veden väri muuttuu? Missä tämä muutos tapahtuu voimakkaimmin?
Jos nostat lämpötilaa, molekyylien liikenopeus kasvaa, jos vähennät sitä, se laskee. Näin ollen päätämme: kehon lämpötila on suoraan verrannollinen molekyylien liikkumisnopeuteen.
Kuuma vesi koostuu täsmälleen samoista molekyyleistä kuin kylmä vesi. Niiden välinen ero on vain molekyylien liikkumisnopeudessa.
Ilmiöitä, jotka liittyvät kappaleiden lämpenemiseen tai jäähtymiseen, lämpötilan muutokseen, kutsutaan termiksi. Näitä ovat nestemäisten kappaleiden lisäksi myös kaasumaisen ja kiinteän ilman lämmitys tai jäähdyttäminen.
Muita esimerkkejä lämpöilmiöistä: metallin sulaminen, lumen sulaminen.
Molekyylit tai atomit, jotka ovat kaikkien kappaleiden perusta, ovat loputtomassa kaoottisessa liikkeessä. Molekyylien liikkuminen eri kappaleissa tapahtuu eri tavoin. Kaasumolekyylit liikkuvat satunnaisesti suurilla nopeuksilla pitkin erittäin monimutkaista liikerataa.Törmäyksessä ne pomppaavat toisistaan ja muuttavat nopeuksien suuruutta ja suuntaa.
Nestemolekyylit värähtelevät tasapainoasemien ympärillä (koska ne sijaitsevat lähes lähellä toisiaan) ja hyppäävät suhteellisen harvoin tasapainoasennosta toiseen. Molekyylien liike nesteissä on vähemmän vapaata kuin kaasuissa, mutta vapaampaa kuin kiinteissä aineissa.
Kiinteissä aineissa molekyylit ja atomit värähtelevät tiettyjen keskimääräisten asemien ympärillä.
Lämpötilan noustessa hiukkasten nopeus kasvaa, Siksi hiukkasten kaoottista liikettä kutsutaan yleensä termiseksi.
Mielenkiintoista:
Mikä on Eiffel-tornin tarkka korkeus? Ja se riippuu ympäristön lämpötilasta!
Tosiasia on, että tornin korkeus vaihtelee jopa 12 senttimetriä.
ja palkkien lämpötila voi nousta jopa 40 celsiusasteeseen.
Ja kuten tiedät, aineet voivat laajentua korkean lämpötilan vaikutuksesta.
Satunnaisuus on lämpöliikkeen tärkein ominaisuus. Yksi tärkeimmistä todisteista molekyylien liikkeestä on diffuusio ja Brownin liike. (Brownian liike on pienimpien kiinteiden hiukkasten liikettä nesteessä molekyylivaikutusten vaikutuksesta. Kuten havainnot osoittavat, Brownin liike ei voi pysähtyä). Brownin liikkeen löysi englantilainen kasvitieteilijä Robert Brown (1773-1858).
Molekyylien ja atomien lämpöliikkeeseen osallistuvat ehdottomasti kaikki kehon molekyylit, minkä vuoksi lämpöliikkeen muuttuessa myös kehon itsensä tila, sen erilaiset ominaisuudet muuttuvat.
Mieti, kuinka veden ominaisuudet muuttuvat lämpötilan mukaan.
Kehon lämpötila riippuu suoraan molekyylien keskimääräisestä liike-energiasta. Teemme ilmeisen johtopäätöksen: mitä korkeampi kehon lämpötila on, sitä suurempi on sen molekyylien keskimääräinen kineettinen energia. Toisaalta, kun kehon lämpötila laskee, sen molekyylien keskimääräinen kineettinen energia pienenee.
Lämpötila - arvo, joka kuvaa kehon lämpötilaa tai muuten kehon "lämpenemisen" mitta.
Mitä korkeampi kehon lämpötila on, sitä enemmän energiaa sen atomeilla ja molekyyleillä on keskimäärin.
Lämpötila mitataan lämpömittarit, eli lämpötilan mittauslaitteet
Lämpötilaa ei mitata suoraan! Mitattu arvo riippuu lämpötilasta!
Tällä hetkellä on neste- ja sähkölämpömittareita.
Nykyaikaisissa nestemäisissä lämpömittareissa tämä on alkoholin tai elohopean tilavuus. Lämpömittari mittaa oman lämpötilansa! Ja jos halutaan mitata lämpömittarilla jonkin muun kappaleen lämpötilaa, on odotettava jonkin aikaa, kunnes kehon ja lämpömittarin lämpötilat ovat samat, ts. lämpötasapaino tulee lämpömittarin ja kehon välille. Kotilämpömittari "lämpömittari" tarvitsee aikaa antaakseen tarkan arvon potilaan lämpötilasta.
Tämä on lämpötasapainon laki:
minkä tahansa eristettyjen kappaleiden ryhmän lämpötilat muuttuvat jonkin ajan kuluttua samaksi,
nuo. syntyy lämpötasapainotila.
Kehon lämpötilaa mitataan lämpömittarilla ja se ilmaistaan useimmiten Celsius astetta(°C). On myös muita mittayksiköitä: Fahrenheit, Kelvin ja Réaumur.
Useimmat fyysikot mittaavat lämpötilaa Kelvinin asteikolla. 0 Celsius-astetta = 273 Kelvin-astetta
1. Vuonna 1827 englantilainen kasvitieteilijä R. Brown, tutkiessaan veteen suspendoituneita siitepölyhiukkasia mikroskoopilla, huomasi näiden hiukkasten liikkuvan satunnaisesti; ne näyttävät vapisevan vedessä.
Siitepölyhiukkasten liikkumisen syytä ei pystytty selittämään pitkään aikaan. Brown itse ehdotti alussa, että he muuttavat, koska ovat elossa. He yrittivät selittää hiukkasten liikettä astian eri osien epätasaisella kuumennuksella, tapahtuvilla kemiallisilla reaktioilla jne. Vasta paljon myöhemmin he ymmärsivät veteen suspendoituneiden hiukkasten liikkeen todellisen syyn. Tämä syy on molekyylien liikkuminen.
Vesimolekyylit, joissa siitepölyhiukkanen sijaitsee, liikkuvat ja osuvat siihen. Tässä tapauksessa hiukkaseen osuu eri puolilta epätasainen määrä molekyylejä, mikä johtaa sen liikkumiseen.
Olkoon ajanhetkellä \ (t_1 \) vesimolekyylien vaikutuksen alaisena hiukkanen siirtynyt pisteestä A pisteeseen B. Seuraavana ajankohtana suurempi määrä molekyylejä osuu hiukkaseen toisesta puolella, ja sen liikkeen suunta muuttuu, se liikkuu t.:ssä t. C. Siitepölyhiukkasen liike on siis seurausta vesimolekyylien liikkeestä ja vaikutuksista siihen, jossa siitepöly sijaitsee ( kuva 65). Samanlainen ilmiö voidaan havaita, jos maali- tai nokihiukkasia laitetaan veteen.
Kuva 65 esittää siitepölyhiukkasen liikeradan. Voidaan nähdä, että on mahdotonta puhua mistään tietystä sen liikesuunnasta; se muuttuu koko ajan.
Koska hiukkasen liike on seurausta molekyylien liikkeestä, voimme päätellä, että molekyylit liikkuvat satunnaisesti (kaoottisesti). Toisin sanoen on mahdotonta erottaa mitään tiettyä suuntaa, johon kaikki molekyylit liikkuvat.
Molekyylien liike ei pysähdy koskaan. Voidaan sanoa, että se jatkuvasti. Atomien ja molekyylien jatkuvaa satunnaista liikettä kutsutaan lämpöliikettä. Tämä nimi määräytyy sen perusteella, että molekyylien liikkumisnopeus riippuu kehon lämpötilasta.
Koska kappaleet koostuvat suuresta määrästä molekyylejä ja molekyylien liike on satunnaista, on mahdotonta sanoa tarkasti, kuinka monta vaikutusta tämä tai toinen molekyyli kokee muiden taholta. Siksi he sanovat, että molekyylin sijainti, sen nopeus kullakin hetkellä satunnainen. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että molekyylien liike ei noudata tiettyjä lakeja. Erityisesti vaikka molekyylien nopeudet jossain vaiheessa ovat erilaisia, useimmilla niistä on nopeudet lähellä jotain tiettyä arvoa. Yleensä kun puhutaan molekyylien liikkumisnopeudesta, ne tarkoittavat keskinopeus\((v_(cp)) \) .
2. Molekyylien liikkeen näkökulmasta voidaan selittää sellainen ilmiö kuin diffuusio.
Diffuusio on ilmiö, jossa yhden aineen molekyylit tunkeutuvat toisen aineen molekyylien välisiin rakoihin.
Haistamme hajuvettä jonkin matkan päässä pullosta. Tämä johtuu siitä, että henkien molekyylit, kuten ilman molekyylit, liikkuvat. Molekyylien välillä on aukkoja. Hajuvesimolekyylit tunkeutuvat ilmamolekyylien välisiin rakoihin ja ilmamolekyylit hajuvesimolekyylien välisiin rakoihin.
Nesteiden diffuusiota voidaan havaita, jos kuparisulfaattiliuosta kaadetaan dekantterilasiin ja vettä kaadetaan päälle niin, että näiden nesteiden välillä on terävä raja. Kahden tai kolmen päivän kuluttua huomaat, että raja ei ole enää niin terävä; viikossa se huuhtoutuu kokonaan pois. Kuukauden kuluttua nesteestä tulee homogeeninen ja se on samanvärinen koko astiassa (kuva 66).
Tässä kokeessa kuparisulfaatin molekyylit tunkeutuvat vesimolekyylien välisiin rakoihin ja vesimolekyylit kuparisulfaattimolekyylien välisiin rakoihin. On pidettävä mielessä, että kuparisulfaatin tiheys on suurempi kuin veden tiheys.
Kokeet osoittavat, että diffuusio kaasuissa tapahtuu nopeammin kuin nesteissä. Tämä johtuu siitä, että kaasuilla on pienempi tiheys kuin nesteillä, ts. kaasumolekyylit sijaitsevat suurilla etäisyyksillä toisistaan. Kiinteissä aineissa diffuusio tapahtuu vielä hitaammin, koska kiinteiden aineiden molekyylit ovat vielä lähempänä toisiaan kuin nesteiden molekyylit.
Luonnosta, tekniikasta, arjesta löytyy monia ilmiöitä, joissa diffuusio ilmenee: värjäytyminen, liimaus jne. Diffuusiolla on suuri merkitys ihmisen elämässä. Erityisesti diffuusion vuoksi happea pääsee ihmiskehoon paitsi keuhkojen, myös ihon kautta. Samasta syystä ravintoaineet kulkeutuvat suolistosta vereen.
Diffuusionopeus ei riipu vain aineen aggregaatiotilasta, vaan myös lämpötilasta.
Jos valmistat kaksi astiaa vedellä ja sinisellä vitriolilla diffuusiokokeeseen ja laitat niistä toisen jääkaappiin ja jätät toisen huoneeseen, huomaat, että korkeammassa lämpötilassa diffuusio tapahtuu nopeammin. Tämä johtuu siitä, että lämpötilan noustessa molekyylit liikkuvat nopeammin. Siten molekyylien nopeus
ja ruumiinlämpö liittyvät toisiinsa.
Mitä suurempi kehon molekyylien keskimääräinen liikenopeus on, sitä korkeampi on sen lämpötila.
3. Molekyylifysiikka, toisin kuin mekaniikka, tutkii järjestelmiä (kappaleita), jotka koostuvat suuresta määrästä hiukkasia. Nämä elimet voivat olla erilaisia valtioita.
Järjestelmän (kappaleen) tilaa kuvaavia suureita kutsutaan tilan parametrit. Tilan parametreja ovat paine, tilavuus, lämpötila.
Sellainen järjestelmän tila on mahdollinen, jossa sitä kuvaavat parametrit pysyvät muuttumattomina mielivaltaisen pitkän ajan ilman ulkoisia vaikutuksia. Tätä tilaa kutsutaan lämpötasapaino.
Joten nesteen tilavuus, lämpötila, paine astiassa, joka on lämpötasapainossa huoneen ilman kanssa, eivät muutu, jos tähän ei ole ulkoisia syitä.
4. Järjestelmän lämpötasapainotila luonnehtii sellaista parametria kuin lämpötila. Sen erikoisuus on, että lämpötila-arvo kaikissa lämpötasapainotilassa olevan järjestelmän osissa on sama. Jos lasket hopealusikan (tai mistä tahansa muusta metallista tehdyn lusikan) lasiin kuumaa vettä, lusikka lämpenee ja vesi jäähtyy. Tämä tapahtuu, kunnes saavutetaan lämpötasapaino, jossa lusikan ja veden lämpötila on sama. Joka tapauksessa, jos otamme kaksi eri lämmitettyä kappaletta ja saatamme ne kosketuksiin, niin kuumempi kappale jäähtyy ja kylmempi lämpenee. Jonkin ajan kuluttua näistä kahdesta kappaleesta koostuva järjestelmä tulee lämpötasapainoon, ja näiden kappaleiden lämpötila tulee samaksi.
Joten lusikan ja veden lämpötilasta tulee sama, kun ne tulevat lämpötasapainoon.
Lämpötila on fysikaalinen suure, joka kuvaa kehon lämpötilaa.
Joten kuuman veden lämpötila on korkeampi kuin kylmän; Talvella ulkoilman lämpötila on alhaisempi kuin kesällä.
Lämpötilayksikkö on Celsius-aste (°C). Lämpötila mitataan lämpömittari.
Lämpömittarin laite ja vastaavasti lämpötilan mittausmenetelmä perustuu kappaleiden ominaisuuksien riippuvuuteen lämpötilasta, erityisesti kappaleen kykyyn laajentua kuumennettaessa. Lämpömittareissa voidaan käyttää erilaisia kappaleita: sekä nestemäisiä (alkoholi, elohopea) että kiinteitä (metallit) ja kaasumaisia. Niitä kutsutaan lämpömittarit. Lämpömittarikappale (neste tai kaasu) asetetaan asteikolla varustettuun putkeen, se saatetaan kosketukseen sen kappaleen kanssa, jonka lämpötilaa mitataan.
Asteikkoa rakennettaessa valitaan kaksi pääpistettä (viite, referenssi), joille on määritetty tietyt lämpötila-arvot, ja niiden välinen aika jaetaan useisiin osiin. Kunkin osan arvo vastaa tämän asteikon lämpötilayksikköä.
5. Lämpötila-asteikkoja on erilaisia. Yksi käytännössä yleisimmistä asteikoista on Celsius-asteikko. Tämän asteikon pääpisteet ovat jään sulamislämpötila ja veden kiehumispiste normaalissa ilmanpaineessa (760 mm Hg). Ensimmäiselle pisteelle annettiin arvo 0 °C ja toiselle 100 °C. Näiden pisteiden välinen etäisyys jaettiin 100 yhtä suureen osaan ja sai Celsius-asteikon. Tämän asteikon lämpötilayksikkö on 1°C. Celsius-asteikon lisäksi käytetään laajalti lämpötila-asteikkoa, ns ehdoton(termodynaaminen) lämpötila-asteikko tai Kelvin-asteikko. Tämän asteikon nollalle otetaan -273 ° C (tarkemmin -273,15 ° C) lämpötila. Tätä lämpötilaa kutsutaan absoluuttinen nolla lämpötilat ja sitä merkitään 0 K:lla. Lämpötilan yksikkö on yksi kelvin (1 K); se on yhtä suuri kuin 1 celsiusaste. Näin ollen jään sulamislämpötila absoluuttisella lämpötila-asteikolla on 273 K (273,15 K) ja veden kiehumispiste on 373 K (373,15 K).
Absoluuttisella asteikolla oleva lämpötila on merkitty kirjaimella \ (T \) . Absoluuttisen lämpötilan \((T) \) ja Celsius-lämpötilan \(((t)^\circ) \) välinen suhde ilmaistaan kaavalla:
\[ T=t^\circ+273 \]
Osa 1
1. Maalihiukkasten Brownin liike vedessä on seurausta
1) atomien ja molekyylien välinen vetovoima
2) hylkiminen atomien ja molekyylien välillä
3) molekyylien kaoottinen ja jatkuva liike
4) vesikerrosten siirtyminen alemman ja ylemmän kerroksen lämpötilaerosta johtuen
2. Missä seuraavista tilanteista puhumme Brownin liikkeestä?
1) pölyhiukkasten satunnainen liike ilmassa
2) hajujen leviäminen
3) hiukkasten värähtelevä liike kidehilan solmuissa
4) kaasumolekyylien translaatioliike
3. Mitä sanat tarkoittavat: "Molekyylit liikkuvat satunnaisesti"?
V. Molekyylien liikesuuntaa ei ole edullinen.
B. Molekyylien liike ei noudata mitään lakeja.
Oikea vastaus
1) vain A
2) vain B
3) sekä A että B
4) ei A eikä B
4. Aineen rakenteen molekyylikineettisen teorian asema, jonka mukaan aineen hiukkaset osallistuvat jatkuvaan kaoottiseen liikkeeseen, viittaa
1) vain kaasuille
2) vain nesteitä
3) vain kaasuille ja nesteille
4) kaasuihin, nesteisiin ja kiinteisiin aineisiin
5. Mikä(t) aineen rakenteen molekyylikineettisen teorian asema(t) vahvistaa diffuusioilmiön?
A. Molekyylit ovat jatkuvassa kaoottisessa liikkeessä
B. Molekyylien välillä on aukkoja
Oikea vastaus
1) vain A
2) vain B
3) sekä A että B
4) ei A eikä B
6. Samassa lämpötilassa tapahtuu diffuusiota nesteisiin
1) nopeammin kuin kiinteissä aineissa
2) nopeammin kuin kaasuissa
3) hitaampi kuin kiinteissä aineissa
4) samalla nopeudella kuin kaasuissa
7. Ilmoita ainepari, jonka diffuusionopeus on pienin, kun kaikki muut asiat ovat samat
1) kuparisulfaatin ja veden liuos
2) eetterihöyry ja ilma
3) rauta- ja alumiinilevyt
4) vesi ja alkoholi
8. Vesi kiehuu ja muuttuu höyryksi 100°C:ssa. Höyrymolekyylien keskimääräinen liikenopeus
1) on yhtä suuri kuin vesimolekyylien keskimääräinen liikenopeus
2) enemmän kuin vesimolekyylien keskimääräinen liikenopeus
3) pienempi kuin vesimolekyylien keskimääräinen liikenopeus
4) riippuu ilmanpaineesta
9. Molekyylien lämpöliike
1) pysähtyy 0 °С:ssa
2) pysähtyy 100 °C:ssa
3) jatkuvasti
4) sillä on tietty suunta
10. Vesi lämmitetään huoneenlämpötilasta 80 asteeseen. Mitä tapahtuu vesimolekyylien keskinopeudelle?
1) vähenee
2) lisääntyy
3) ei muutu
4) ensin kasvaa ja tietystä lämpötila-arvosta alkaen pysyy muuttumattomana
11. Yksi lasi vettä on pöydällä lämpimässä huoneessa, toinen jääkaapissa. Vesimolekyylien keskinopeus lasissa jääkaapissa
1) on yhtä suuri kuin vesimolekyylien keskimääräinen liikenopeus pöydällä seisovassa lasissa
2) enemmän kuin vesimolekyylien keskimääräinen liikenopeus pöydällä seisovassa lasissa
3) pienempi kuin vesimolekyylien keskimääräinen liikenopeus pöydällä seisovassa lasissa
4) yhtä suuri kuin nolla
12. Valitse alla olevasta luettelosta kaksi oikeaa väitettä ja kirjoita niiden numerot taulukkoon
1) molekyylien lämpöliikettä tapahtuu vain yli 0 °C:n lämpötilassa
2) diffuusio kiintoaineissa on mahdotonta
3) houkuttelevat ja hylkivät voimat vaikuttavat samanaikaisesti molekyylien välillä
4) molekyyli on aineen pienin hiukkanen
5) diffuusionopeus kasvaa lämpötilan noustessa
13. Fysiikan toimistoon tuotiin hajuveteen kastettu vanupuikko ja astia, johon kaadettiin kuparisulfaattiliuosta (sininen liuos) ja päälle kaadettiin varovasti vettä (kuva 1). Havaittiin, että hajuveden haju levisi koko kaapin tilavuuteen muutamassa minuutissa, kun taas astian kahden nesteen välinen raja katosi vasta kahden viikon kuluttua (kuva 2).
Valitse ehdotetusta luettelosta kaksi väitettä, jotka vastaavat kokeellisten havaintojen tuloksia. Listaa heidän numeronsa.
1) Diffuusioprosessia voidaan havaita kaasuissa ja nesteissä.
2) Diffuusionopeus riippuu aineen lämpötilasta.
3) Diffuusionopeus riippuu aineen aggregaattitilasta.
4) Diffuusionopeus riippuu nesteiden tyypistä.
5) Kiinteissä aineissa diffuusionopeus on alhaisin.
Vastaukset
Takaisin eteenpäin
Huomio! Dian esikatselu on tarkoitettu vain tiedoksi, eikä se välttämättä edusta esityksen koko laajuutta. Jos olet kiinnostunut tästä työstä, lataa täysversio.
Tavoitteet.
- Koulutuksellinen.
- Esitä lämpötilan käsite keskimääräisen kineettisen energian mittana; harkitse lämpömittareiden luomisen historiaa, vertaa erilaisia lämpötila-asteikkoja; muodostaa kykyä soveltaa hankittua tietoa ongelmien ratkaisemiseen ja käytännön tehtävien suorittamiseen, laajentaa opiskelijoiden näköaloja lämpöilmiöiden alalla.
- Koulutuksellinen.
- Kehitetään kykyä kuunnella keskustelukumppania, ilmaista omaa näkökulmaansa
- Kehittyy.
- Opiskelijoiden vapaaehtoisen huomion, ajattelun (kyky analysoida, vertailla, rakentaa analogioita, tehdä johtopäätöksiä) kehittäminen, kognitiivisen kiinnostuksen (perustuu fyysiseen kokeeseen);
- maailmankatsomuskäsitysten muodostuminen maailman tunnettavuudesta.
TUTKIEN AIKANA
Hei, istukaa.
Mekaniikkaa opiskellessa olimme kiinnostuneita kappaleiden liikkeestä. Nyt tarkastelemme ilmiöitä, jotka liittyvät levossa olevien ruumiiden ominaisuuksien muutokseen. Tutkimme ilman kuumenemista ja jäähtymistä, jään sulamista, metallien sulamista, veden kiehumista jne. Tällaisia ilmiöitä kutsutaan ns. lämpöilmiöitä.
Tiedämme, että kun kylmää vettä lämmitetään, se ensin lämpenee ja sitten kuuma. Liekistä otettu metalliosa jäähtyy vähitellen. Lämminvesivaraajia ympäröivä ilma kuumenee jne.
Sanat "kylmä", "lämmin", "kuuma" tarkoittavat kappaleiden lämpötilaa. Kappaleiden lämpötilaa kuvaava suure on lämpötila.
Kaikki tietävät, että kuuman veden lämpötila on korkeampi kuin kylmän veden lämpötila. Talvella ulkoilman lämpötila on alhaisempi kuin kesällä.
Minkä tahansa aineen kaikki molekyylit liikkuvat jatkuvasti ja satunnaisesti (kaoottisesti).
Molekyylien satunnaista liikettä kutsutaan lämpöliikkeeksi.
Mitä eroa on lämpöliikkeen ja mekaanisen liikkeen välillä?
Se sisältää monia hiukkasia, joilla on erilaiset liikeradat. Liike ei pysähdy koskaan. (Esimerkki: Brownin liike)
Brownin liikemallin esittely
Mistä lämpöliike riippuu?
- Koe numero 1: Laitetaan pala sokeria kylmään veteen ja toinen kuumaan veteen. Kumpi liukenee nopeammin?
- Koe numero 2: Laitetaan 2 palaa sokeria (toinen suurempi kuin toinen) kylmään veteen. Kumpi liukenee nopeammin?
Kysymys lämpötilasta osoittautui erittäin vaikeaksi. Mitä eroa on kuumalla vedellä ja kylmällä vedellä? Tähän kysymykseen ei ollut pitkään aikaan selvää vastausta. Nykyään tiedämme, että kaikissa lämpötiloissa vesi koostuu samoista molekyyleistä. Mikä sitten tarkalleen ottaen muuttuu vedessä sen lämpötilan noustessa? Kokemuksesta on nähty, että sokeri liukenee paljon nopeammin kuumaan veteen. Liukeneminen tapahtuu diffuusion seurauksena. Täten, diffuusio korkeammissa lämpötiloissa on nopeampaa kuin alhaisemmissa lämpötiloissa.
Mutta diffuusion syy on molekyylien liikkuminen. Tämä tarkoittaa, että molekyylien liikkumisnopeuden ja kehon lämpötilan välillä on yhteys: Kehossa, jossa on korkeampi lämpötila, molekyylit liikkuvat nopeammin.
Mutta lämpötila ei riipu vain molekyylien keskimääräisestä nopeudesta. Joten esimerkiksi hapen, jonka molekyylien keskinopeus on 440 m/s, lämpötila on 20 °C, ja typen lämpötila samalla molekyylien keskinopeudella on 16 °C. Typen alhaisempi lämpötila johtuu siitä, että typpimolekyylit ovat kevyempiä kuin happimolekyylit. Siten aineen lämpötila ei määräydy vain sen molekyylien keskimääräisen nopeuden, vaan myös niiden massan perusteella. Näemme saman kokeessa nro 2.
Tiedämme suuret, jotka riippuvat sekä hiukkasen nopeudesta että massasta. Nämä ovat liikemäärä ja liike-energia. Tutkijat ovat osoittaneet, että molekyylien kineettinen energia määrää kehon lämpötilan: lämpötila on kappaleen hiukkasten keskimääräisen kineettisen energian mitta; mitä suurempi tämä energia, sitä korkeampi kehon lämpötila.
Joten kun kappaleita kuumennetaan, molekyylien keskimääräinen kineettinen energia kasvaa ja ne alkavat liikkua nopeammin; jäähdytettynä molekyylien energia laskee ja ne alkavat liikkua hitaammin.
Lämpötila on arvo, joka kuvaa kehon lämpötilaa. Kehon "lämmön" mitta. Mitä korkeampi kehon lämpötila on, sitä enemmän energiaa sen atomeilla ja molekyyleillä on keskimäärin.
Voiko ruumiinlämpöasteen arvioida vain omiin tuntemuksiinsa?
- Kokemus numero 1: Kosketa puuesinettä toisella kädellä ja metalliesinettä toisella.
Vertaa tuntemuksia
Vaikka molemmat esineet ovat samassa lämpötilassa, toinen käsi tuntuu kylmältä ja toinen lämpimältä
- Kokemus numero 2: ota kolme astiaa kuumalla, lämpimällä ja kylmällä vedellä. Kasta toinen käsi kylmän veden astiaan ja toinen kuumaan vesiastiaan. Hetken kuluttua molemmat kädet lasketaan astiaan, jossa on lämmintä vettä.
Vertaa tuntemuksia
Kuumassa vedessä ollut käsi tuntuu nyt kylmältä ja kylmässä vedessä ollut käsi tuntuu nyt lämpimältä, vaikka molemmat kädet ovat samassa astiassa
Olemme osoittaneet, että tunteemme ovat subjektiivisia. Niiden vahvistamiseen tarvitaan välineitä.
Lämpötilan mittaamiseen käytettäviä laitteita kutsutaan ns lämpömittarit. Tällaisen lämpömittarin toiminta perustuu aineen lämpölaajenemiseen. Kuumennettaessa lämpömittarissa käytetyn aineen (esimerkiksi elohopean tai alkoholin) pylväs kasvaa ja jäähdytettynä pienenee. Ranskalainen fyysikko J. Rey keksi ensimmäisen nestelämpömittarin vuonna 1631.
Kehon lämpötila muuttuu, kunnes se saavuttaa lämpötasapainon ympäristön kanssa.
Terminen tasapainon laki: minkä tahansa yksittäisten kappaleiden ryhmälle lämpötilat muuttuvat jonkin ajan kuluttua samaksi, ts. syntyy lämpötasapainotila.
On muistettava, että mikä tahansa lämpömittari näyttää aina oman lämpötilansa. Ympäristön lämpötilan määrittämiseksi lämpömittari tulee sijoittaa tähän ympäristöön ja odottaa, kunnes laitteen lämpötila lakkaa muuttumasta ja ottaa arvo, joka on yhtä suuri kuin ympäristön lämpötila.. Kun väliaineen lämpötila muuttuu, myös lämpömittarin lämpötila muuttuu.
Lääketieteellinen lämpömittari, joka on suunniteltu mittaamaan ihmisen kehon lämpötilaa, toimii hieman eri tavalla. Se kuuluu ns maksimi lämpömittarit, kiinnittäen korkeimman lämpötilan, johon ne lämmitettiin. Mittaattuasi oman lämpötilasi saatat huomata, että kylmemmässä (ihmiskehoon verrattuna) ympäristössä lääketieteellinen lämpömittari näyttää edelleen samaa arvoa. Elohopeakolonnin palauttamiseksi alkuperäiseen tilaan tätä lämpömittaria on ravistettava.
Väliaineen lämpötilan mittaamiseen käytettävällä laboratoriolämpömittarilla tämä ei ole välttämätöntä.
Arkielämässä käytettävillä lämpömittareilla voit ilmaista aineen lämpötilan Celsius-asteina (°C).
A. Celsius (1701-1744) - ruotsalainen tiedemies, joka ehdotti celsiusasteisen lämpötila-asteikon käyttöä. Celsius-lämpötila-asteikolla nolla (1700-luvun puolivälistä) on jään sulamislämpötila ja 100 astetta on veden kiehumispiste normaalissa ilmanpaineessa.
Kuuntelemme viestiä lämpömittareiden kehityksen historiasta (Esitys Sidorova E.)
Nestelämpömittarit perustuvat siihen periaatteeseen, että lämpömittariin kaadettavan nesteen (yleensä alkoholin tai elohopean) tilavuutta muutetaan ympäristön lämpötilan muuttuessa. Haitta: eri nesteet laajenevat eri tavalla, joten lämpömittareiden lukemat vaihtelevat: Elohopea -50 0 С; glyseriini -47,6 0 С
Yritimme tehdä nestelämpömittarin kotona. Katsotaan mitä siitä tuli. (Videon kirjoittaja Brykina V. Liite 1)
Opimme, että on olemassa erilaisia lämpötila-asteikkoja. Celsius-asteikon lisäksi Kelvin-asteikko on laajalti käytössä. Absoluuttisen lämpötilan käsitteen esitteli W. Thomson (Kelvin). Absoluuttista lämpötila-asteikkoa kutsutaan Kelvinin asteikoksi tai termodynaamiseksi lämpötila-asteikoksi.
Absoluuttisen lämpötilan yksikkö on kelvin (K).
Absoluuttinen nolla - alin mahdollinen lämpötila, jossa mikään ei voi olla kylmempää ja on teoriassa mahdotonta saada lämpöenergiaa aineesta, lämpötila, jossa molekyylien lämpöliike pysähtyy
Absoluuttinen nollapiste määritellään 0 K:ksi, joka on noin 273,15 °C
Yksi Kelvin on yhtä suuri kuin yksi aste T=t+273
Kysymyksiä kokeesta
Mikä seuraavista vaihtoehdoista kuuman veden lämpötilan mittaamiseen lämpömittarilla antaa oikeamman tuloksen?
1) Lämpömittari lasketaan veteen ja poistetaan vedestä muutaman minuutin kuluttua, ota lukemat
2) Lämpömittari lasketaan veteen ja odota, kunnes lämpötila lakkaa muuttumasta. Ota sen jälkeen sen lukemat irrottamatta lämpömittaria vedestä.
3) Lämpömittari lasketaan veteen ja ota välittömästi lukemat vedestä poistamatta
4) Lämpömittari lasketaan veteen, poistetaan sitten nopeasti vedestä ja mitataan
Kuvassa on osa ikkunan ulkopuolella roikkuvan lämpömittarin asteikosta. Ilman lämpötila ulkona on
- 18 0 С
- 14 0 С
- 21 0 С
- 22 0 С
Ratkaise tehtävät nro 915, 916 (V.I. Lukashik, E.V. Ivanova "Fysiikan tehtävien kokoelma 7-9")
- Kotitehtävä: kohta 28
- Nro 128 D "Fysiikan tehtävien kokoelma 7-9" V.I. Lukashik, E.V. Ivanova
Metodologinen tuki
- "Fysiikka 8" S.V. Gromov, N.A. Isänmaa
- "Fysiikan tehtävien kokoelma 7-9" V.I.Lukashik, E.V. Ivanova
- Piirustukset, jotka ovat Internetin julkisia
Aineen rakenteen molekyylikineettisen teorian perusteet
Molekyylikinettisen teorian perusteet kehitti M.V. Lomonosov, L. Boltzmann, J. Maxwell ym. Tämä teoria perustuu seuraaviin säännöksiin:
1. Kaikki aineet koostuvat pienimmistä hiukkasista - molekyyleistä. Monimutkaisten aineiden molekyylit koostuvat vielä pienemmistä hiukkasista - atomeista. Erilaiset atomien yhdistelmät luovat erilaisia molekyylejä. Atomi koostuu positiivisesti varautuneesta ytimestä, jota ympäröi negatiivisesti varautunut elektronikuori. Molekyylien ja atomien massa mitataan atomimassayksiköissä (amu). Atomien ja molekyylien halkaisija on luokkaa 10 - 10 cm. Aineen määrä, joka sisältää 0,012 kg:ssa hiili-isotooppia C vastaavan määrän hiukkasia (atomeja tai molekyylejä) on ns. me rukoilemme.
Molekyylit törmäävät toisiinsa ja muuttavat nopeutta sekä suuruuden että suunnan suhteen. Tässä tapauksessa niiden kokonaiskineettinen energia jakautuu uudelleen. Molekyyleistä koostuvaa kappaletta pidetään liikkuvien ja vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten järjestelmänä. Tällaisella molekyylijärjestelmällä on energia, joka koostuu hiukkasten vuorovaikutuksen potentiaalienergiasta ja hiukkasten liikkeen kineettisestä energiasta. Tätä energiaa kutsutaan kehon sisäistä energiaa. Lämmönvaihdon aikana kappaleiden välillä siirtyvän sisäisen energian määrää kutsutaan lämmön määrä (joule, cal). Joule - SI. 1 cal = 4,18 J. Atomit ja molekyylit ovat jatkuvassa liikkeessä, mikä on ns. lämpö. Lämpöliikkeen pääominaisuus on sen jatkuvuus (kaaoottisuus). Lämpöliikkeen intensiteetin kvantitatiiviseksi karakterisoimiseksi otetaan käyttöön kehon lämpötilan käsite. Mitä voimakkaampi molekyylien lämpöliike kehossa on, sitä korkeampi on sen lämpötila. Kun kaksi kappaletta joutuvat kosketuksiin, energia siirtyy kuumennetusta kappaleesta vähemmän kuumennettuun, ja lopulta muodostuu lämpötasapainon tila.
Molekyylikineettisten käsitteiden näkökulmasta lämpötila on suure, joka kuvaa molekyylien tai atomien translaatioliikkeen keskimääräistä kineettistä energiaa. Lämmön lämpötilan mittayksikkö on tutkinnon.(Sadasosa puhtaan veden kiehumis- ja jäätymispisteiden erosta ilmakehän paineessa). Kelvinin absoluuttinen lämpötila-asteikko otettiin käyttöön fysiikassa. Celsius-aste on yhtä suuri kuin Kelvin-aste. -273 C:n lämpötilassa kaasumolekyylien translaatioliikkeen (absoluuttinen nolla) tulisi pysähtyä, eli systeemillä (rungolla) on pienin mahdollinen energia.
Aineen rakenteen molekyyli-kineettisen teorian pääsäännöt vahvistetaan lukuisilla kokeilla ja ilmiöillä (diffuusio, Brownin liike, nesteiden sekoittuminen, erilaisten aineiden kokoonpuristuvuus, kiinteiden aineiden liukeneminen nesteisiin jne.). Nykyaikaiset kokeelliset menetelmät - röntgendiffraktioanalyysi, havainnot elektronimikroskoopilla ja muut - ovat rikastaneet ymmärrystämme aineen rakenteesta. Kaasussa molekyylien välillä on suhteellisen suuria etäisyyksiä, ja vetovoimat ovat mitättömiä. Kaasumolekyylit ovat yleensä aina jakautuneet tasaisesti koko niiden varaamaan tilavuuteen. Kaasu kohdistaa painetta sen astian seiniin, jossa se sijaitsee. Tämä paine johtuu liikkuvien molekyylien vaikutuksista. Kaasun kineettistä teoriaa tutkittaessa otetaan huomioon ns ihanteellinen kaasu. Kaasu, jossa jätämme huomiotta molekyylien välisen vuorovaikutuksen voimat ja kaasumolekyylien tilavuuden. Olettaen, että törmäysten aikana ihanteellisen kaasun molekyylit ovat kuin ehdottoman elastisia palloja.
