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 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. Ero niiden välillä 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 liike 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 ehdottoman kaikki kehon molekyylit, minkä vuoksi lämpöliikkeen muuttuessa muuttuu myös itse kehon tila, sen erilaiset ominaisuudet.

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 - kehon lämpötilaa kuvaava arvo 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 jonkin muun kappaleen lämpötilaa lämpömittarilla, 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 lämpötilalle.

Tämä on lämpötasapainon laki:

mille tahansa eristetylle kappaleryhmälle jonkin ajan kuluttua lämpötilat muuttuvat 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 tuo 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 diffuusio 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 kuparisulfaatin molekyylien 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 sinivitriolilla 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 pitkään ilman ulkoisia vaikutuksia. Tätä tilaa kutsutaan lämpötasapaino.

Joten nesteen tilavuus, lämpötila ja 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 kosketukseen, niin kuumempi kappale jäähtyy ja kylmempi lämpenee. Jonkin ajan kuluttua näistä kahdesta kappaleesta koostuva järjestelmä tulee lämpötasapainoon ja näiden kappaleiden lämpötilasta tulee sama.

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 ominaisuuteen laajentua kuumennettaessa. Lämpömittareissa voidaan käyttää erilaisia ​​kappaleita: sekä nestemäisiä (alkoholi, elohopea) että kiinteitä (metallit) ja kaasumaisia. Niitä kutsutaan lämpömetriset kappaleet. 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 välinen suhde ​\(((t)^\circ) \) ​ ilmaistaan ​​kaavalla:

\[ T=t^\circ+273 \]

Osa 1

1. Maalihiukkasten Brownin liike vedessä on seurausta

1) atomien ja molekyylien välinen vetovoima
2) atomien ja molekyylien välinen repulsio
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 kuin nolla

12. Valitse alla olevasta lauselistasta kaksi oikeaa ja kirjoita niiden numerot taulukkoon

1) molekyylien lämpöliikettä tapahtuu vain lämpötilassa, joka on yli 0 ° C
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

Minkä tahansa aineen kaikki molekyylit liikkuvat jatkuvasti ja satunnaisesti (kaoottisesti).

Molekyylien liike eri kappaleissa tapahtuu eri tavoin.
Kaasumolekyylit liikkuvat satunnaisesti suurilla nopeuksilla (satoja m/s) koko kaasutilavuuden läpi. 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 hiukkaset värähtelevät tasapainoasennon ympärillä.
Lämpötilan noustessa hiukkasten nopeus kasvaa, joten hiukkasten kaoottista liikettä kutsutaan yleensä termiseksi.

RUSKEA LIIKKE

Todiste molekyylien lämpöliikkeestä.
Brownin liikkeen löysi englantilainen kasvitieteilijä Robert Brown (1773-1858).

Jos aineen pienimmät rakeet ruiskutetaan nesteen pinnalle,
ne jatkavat kulkuaan.

Nämä Brownin hiukkaset liikkuvat nestemolekyylien vaikutuksen alaisena. Koska Koska molekyylien lämpöliike on jatkuvaa ja satunnaista liikettä, niin Brownin hiukkasten liikenopeus muuttuu satunnaisesti suuruuden ja suunnan suhteen.
Brownin liike on ikuista eikä pysähdy koskaan.

KATSO KIRJAHYLLYSTÄ!

KOTILABORATORIO TYÖT

1. Ota kolme lasillista. Kaada kiehuvaa vettä ensimmäiseen, lämmintä vettä toiseen ja kylmää vettä kolmanteen.
Heitä ripaus rakeista teetä jokaiseen lasiin. Mitä huomasit?

2. Ota tyhjä muovipullo, jäähdyttämisen jälkeen laske kaula vesilasiin ja tartu pulloon kämmenillä, mutta älä paina. Katso muutaman minuutin ajan.

3. Laita saman, mutta jälleen jäähdytetyn pullon kaulaan veteen kastettu ylösalaisin käännetty korkki ja kiinnitä se myös lämpimillä kämmenillä. Katso muutaman minuutin ajan.

4. Kaada vettä matalaan astiaan 1 - 1,5 cm korkeuteen, laita siihen lasi käännettynä ylösalaisin ja esilämmitetty kuumalla vedellä. Katso muutaman minuutin ajan.

Odotan raporttia, jossa selitetään näkemäni. Kuka on ensimmäinen?

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.

Lämpötilan mittaamiseen käytettäviä laitteita kutsutaan lämpömittareiksi.

Lämpötilan mittauksen periaate.

Lämpötilaa ei mitata suoraan! Mitattu arvo riippuu lämpötilasta!
Nykyaikaisissa nestelämpömittareissa tämä on alkoholin tai elohopean tilavuus (Galileon termoskoopissa kaasun tilavuus). Lämpömittari mittaa oman lämpötilansa! Ja jos halutaan mitata jonkin muun kappaleen lämpötilaa lämpömittarilla, on odotettava jonkin aikaa, kunnes kehon ja lämpömittarin lämpötilat ovat samat, ts. lämpötasapaino tulee lämpömittarin ja kehon välille.
Tämä on lämpötasapainon laki:
mille tahansa eristetylle kappaleryhmälle jonkin ajan kuluttua lämpötilat muuttuvat samaksi,
nuo. lämpötasapaino syntyy

...

SAADA KODIKOKEMUS

Ota kolme vesiallasta: yksi erittäin kuumalla vedellä, toinen kohtalaisen lämpimällä vedellä ja kolmas erittäin kylmällä vedellä. Laske nyt vasen kätesi lyhyesti kuumaan veteen ja oikea kätesi kylmään veteen. Nosta muutaman minuutin kuluttua kätesi kuumasta ja kylmästä vedestä ja laske ne kulhoon, jossa on lämmintä vettä. Kysy nyt jokaiselta kädeltä, mitä se "kertoo" sinulle veden lämpötilasta?

LÄMPÖMITTARI - DIY

Ota pieni lasipullo (tällaisissa injektiopulloissa apteekeissa myydään esimerkiksi briljanttivihreää), korkki (mieluiten kumia) ja ohut läpinäkyvä putki (voit ottaa tyhjän läpinäkyvän tangon kuulakärkikynästä).
Tee reikä korkkiin ja sulje pullo. Ota pisara sävytettyä vettä putkeen ja työnnä sauva korkkiin. Tiivistä korkin ja tangon välinen rako hyvin.
Lämpömittari on valmis.
Nyt se on kalibroitava, ts. tee asteikko.
On selvää, että kun kuplan ilmaa kuumennetaan, se laajenee ja nestepisara nousee putkeen. Tehtäväsi on merkitä tangolle tai siihen kiinnitetylle kartongille eri lämpötiloja vastaavat jaot.
Valmistumiseen voit ottaa toisen valmiin lämpömittarin ja laskea molemmat lämpömittarit lasilliseen lämmintä vettä. Lämpömittarin lukemien on oltava samat. Jos siis valmis lämpömittari näyttää esimerkiksi 40 asteen lämpötilaa, voit turvallisesti merkitä 40 lämpömittarisi varteen paikkaan, jossa nestepisara sijaitsee. Lasissa oleva vesi jäähtyy, ja voit merkitä mitta-asteikon tällä tavalla.
Voit tehdä lämpömittarin täyttämällä sen kokonaan nesteellä.

Ja se on mahdollista toisella tavalla:

Tee muovipullon korkkiin reikä ja aseta siihen ohut muoviputki.
Täytä pullo osittain vedellä ja kiinnitä se seinään. Merkitse lämpötila-asteikko putken vapaaseen päähän. Voit kalibroida vaa'an perinteisellä huonelämpömittarilla.
Kun huoneen lämpötila muuttuu, vesi laajenee tai supistuu, ja myös putken veden pinta "ryömii" vaakaa pitkin.

Ja näet kuinka lämpömittari toimii!
Tartu pulloon käsilläsi ja lämmitä se.
Mitä tapahtui putken vedenpinnalle?

LÄMPÖTILA-ASTE

Celsius-asteikko - ruotsalainen fyysikko A. Celsius esitteli vuonna 1742. Nimitys: C. Asteikolla on sekä positiivisia että negatiivisia lämpötiloja. Viitepisteet: 0C - jään sulamislämpötila, 100C - veden kiehumispiste.

Fahrenheit-asteikon esitteli hollantilainen lasinpuhallin Fahrenheit vuonna 1724. Nimitys: F. Asteikolla on sekä positiivisia että negatiivisia lämpötiloja. Vertailupisteet: 32F on jään sulamislämpötila, 212F on veden kiehumispiste.

Ranskalainen fyysikko Réaumur esitteli Réaumur-asteikon vuonna 1726. Nimitys: R. Asteikolla on sekä positiivisia että negatiivisia lämpötiloja. Viitepisteet: 0R - jään sulamislämpötila, 80R - veden kiehumispiste.

Englantilainen fyysikko Thomson (Lord Kelvin) otti käyttöön Kelvin-asteikon vuonna 1848. Nimitys: K. Asteikolla on vain positiivisia lämpötiloja. Viitepisteet: 0K - absoluuttinen nolla, 273K - jään sulamislämpötila. T = t + 273

TERMOSKOOPPI

Ensimmäisen laitteen lämpötilan mittaamiseen keksi Galileo vuonna 1592. Pieni lasipullo juotettiin ohueen putkeen, jossa oli avoin pää.

Ilmapallo lämmitettiin käsin ja putken pää upotettiin astiaan, jossa oli vettä. Ilmapallo jäähdytettiin ympäristön lämpötilaan ja veden taso putkessa nousi. Nuo. muuttamalla kaasun tilavuutta astiassa oli mahdollista arvioida lämpötilan muutos. Täällä ei vielä ollut numeerista asteikkoa, joten tällaista instrumenttia kutsuttiin termoskoopiksi. Mitta-asteikko ilmestyi vasta 150 vuoden kuluttua!

TIEDÄTKÖ

Libyassa vuonna 1922 mitattu korkein lämpötila maan päällä on +57,80C;
alin mitattu lämpötila maan päällä on -89,20C;
henkilön pään yläpuolella lämpötila on korkeampi kuin ympäristön lämpötila 1 - 1,50 С; eläinten keskilämpötila: hevoset - 380 C, lampaat - 400 C, kanat - 410 C,
lämpötila maan keskustassa - 200000С;
lämpötila Auringon pinnalla - 6000 K, keskustassa - 20 miljoonaa astetta.

Mikä on maan sisälämpötila?
Aikaisemmin tehtiin erilaisia ​​hypoteettisia oletuksia ja tehtiin laskelmia, joiden mukaan lämpötila 15 km syvyydessä oli 100...400°C. Nyt Kuolan supersyvä kaivo,
joka ylitti 12 km:n merkin, antoi tarkan vastauksen esitettyyn kysymykseen. Aluksi (3 km asti) lämpötila nousi 1° jokaista 100 tunkeutumismetriä kohden, sitten tämä nousu oli 2,5° jokaista uutta 100 metriä kohti. 10 km:n syvyydessä maan sisäpuolen lämpötila osoittautui 180°C!
Tiede ja elämä

1700-luvun loppuun mennessä keksittyjen lämpötila-asteikkojen määrä saavutti kaksi tusinaa.

Italialaiset napatutkijat, jotka olivat tehneet tutkimusmatkan Etelämantereelle, kohtasivat hämmästyttävän mysteerin. Ingle Bayn läheltä he löysivät jäärotkon, jossa puhaltaa jatkuvasti supernopeat ja superkylmät tuulet. Ilmavirta, jonka lämpötila on miinus 90 astetta, syöksyy nopeudella 200 km tunnissa. Ei ole yllättävää, että tätä rotkoa kutsuttiin "helvetin porteiksi" - kukaan ei voi olla siellä ilman hengenvaaraa yhtä minuuttia pidempään: tuuli kuljettaa jäähiukkasia sellaisella voimalla, että se repii vaatteet välittömästi ripauksiksi.

Murretaanko päämme?

Hankalia tehtäviä

1. Miten muurahaisen ruumiinlämpöä mitataan tavanomaisella lämpömittarilla?

2. On lämpömittareita, jotka käyttävät vettä. Miksi tällaiset vesilämpömittarit ovat hankalia mittaamaan lämpötilaa lähellä veden jäätymispistettä?

Odotan vastausta (tunnilla tai postitse)!

TIEDÄTKÖ SEN?

Itse asiassa ruotsalainen tähtitieteilijä ja fyysikko Celsius ehdotti asteikkoa, jossa veden kiehumispiste ilmaistaan ​​numerolla 0 ja jään sulamispiste numerolla 100! "Mutta talvella ei tule negatiivisia lukuja!" Celsius tykkäsi sanoa. Mutta sitten vaaka "käännettiin ympäri".

· -40 celsiusasteen lämpötila on täsmälleen yhtä suuri kuin -40 Fahrenheit-asteen lämpötila. Tämä on ainoa lämpötila, jossa nämä kaksi astetta lähentyvät.

Fyysisissä laboratorioissa käytettiin aikoinaan niin sanottua painolämpömittaria lämpötilan mittaamiseen. Se koostui ontosta platinapallosta, joka oli täytetty elohopealla ja jossa oli kapillaarireikä. Lämpötilan muutos arvioitiin reiästä ulos virtaavan elohopean määrän perusteella.

Kävi ilmi, että siellä on litteä lämpömittari. Tämä on "paperipala", joka asetetaan potilaan otsalle. Korkeissa lämpötiloissa "paperi" muuttuu punaiseksi.

Yleensä luotettavat aistimme voivat epäonnistua lämpötilan määrittämisessä, esimerkiksi tunnetaan kokemus, kun toinen käsi upotetaan kuumaan ja toinen kylmään veteen. Jos jonkin ajan kuluttua molemmat kädet upotetaan lämpimään veteen, niin käsi, joka oli aiemmin kuumassa vedessä, tuntuu kylmältä ja käsi, joka oli kylmässä vedessä, tuntuu kuumalta!

Lämpötilan käsite ei sovellu yhteen molekyyliin. Lämpötilasta voidaan puhua vain, jos siinä on riittävän suuri joukko hiukkasia.

Useimmiten fyysikot mittaavat lämpötilaa Kelvin-asteikolla: 0 Celsius-astetta = 273 Kelvin-astetta!

Korkein lämpötila.

Se saatiin lämpöydinpommin räjähdyksen keskellä - noin 300...400 miljoonaa °C. TOKAMAK-fuusiotestilaitoksessa Princetonin plasmafysiikan laboratoriossa Yhdysvalloissa kesäkuussa 1986 saavutettu maksimilämpötila hallitun lämpöydinreaktion aikana on 200 miljoonaa °C.

Alin lämpötila.

Absoluuttinen nolla Kelvin-asteikolla (0 K) vastaa -273,15 °C tai -459,67 ° Fahrenheit. Alin lämpötila, 2 10–9 K (asteen kaksi miljardia) absoluuttisen nollan yläpuolella, saavutettiin kaksivaiheisessa Teknillisen korkeakoulun matalan lämpötilan laboratoriossa tutkijoiden toimesta. johti professori Olli Lounasmaa (s. 1930. ), joka julkistettiin lokakuussa 1989.

Pienin lämpömittari ikinä.

Dr. Frederick Sacks, biofyysikko New Yorkin osavaltion yliopistosta, Buffalosta, USA:sta, on suunnitellut mikrolämpömittarin mittaamaan yksittäisten elävien solujen lämpötilaa. Lämpömittarin kärjen halkaisija on 1 mikroni, ts. 1/50 ihmisen hiuksen halkaisijasta.