Di dunia sekitar kita, ada berbagai macam fenomena fisik yang berhubungan langsung dengan perubahan suhu tubuh. Sejak kecil, kita tahu bahwa air dingin, ketika dipanaskan, pertama kali menjadi hampir hangat dan hanya setelah waktu tertentu panas.
Dengan kata-kata seperti "dingin", "panas", "hangat", kami mendefinisikan berbagai tingkat "pemanasan" tubuh, atau, berbicara dalam bahasa fisika, suhu tubuh yang berbeda. Suhu air hangat sedikit lebih tinggi dari suhu air dingin. Jika kita membandingkan suhu udara musim panas dan musim dingin, perbedaan suhu terlihat jelas.
Suhu tubuh diukur dengan termometer dan dinyatakan dalam derajat Celcius (°C).
Seperti diketahui, difusi pada suhu yang lebih tinggi lebih cepat. Dari sini dapat disimpulkan bahwa kecepatan pergerakan molekul dan suhu saling berhubungan secara mendalam. Jika Anda meningkatkan suhu, maka kecepatan pergerakan molekul akan meningkat, jika Anda menurunkannya, itu akan berkurang.
Dengan demikian, kami menyimpulkan: suhu tubuh berhubungan langsung dengan kecepatan pergerakan molekul.
Air panas terdiri dari molekul yang persis sama dengan air dingin. Perbedaan di antara mereka hanya dalam kecepatan pergerakan molekul.
Fenomena yang berhubungan dengan pemanasan atau pendinginan benda, perubahan suhu, disebut termal. Ini termasuk memanaskan atau mendinginkan udara, logam yang meleleh, salju yang mencair.
Molekul atau atom, yang merupakan dasar dari semua benda, berada dalam gerakan kacau tak berujung. Jumlah molekul dan atom seperti itu dalam benda-benda di sekitar kita sangat banyak. Volume yang sama dengan 1 cm³ air mengandung sekitar 3,34 x 10²² molekul. Setiap molekul memiliki lintasan gerak yang sangat kompleks. Misalnya, partikel gas yang bergerak dengan kecepatan tinggi ke arah yang berbeda dapat saling bertabrakan dan dengan dinding bejana. Dengan demikian, mereka mengubah kecepatan mereka dan terus bergerak lagi.
Gambar #1 menunjukkan pergerakan acak partikel cat yang terlarut dalam air.
Jadi, kami membuat satu kesimpulan lagi: gerakan kacau partikel yang membentuk benda disebut gerakan termal.
Keacakan adalah fitur paling penting dari gerakan termal. Salah satu bukti terpenting untuk pergerakan molekul adalah difusi dan gerak Brown.(Gerakan Brown adalah pergerakan partikel padat terkecil dalam cairan di bawah pengaruh tumbukan molekul. Seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan, gerakan Brown tidak dapat dihentikan).
Dalam cairan, molekul dapat berosilasi, berputar, dan bergerak relatif terhadap molekul lain. Jika kita mengambil padatan, maka di dalamnya molekul dan atom bergetar di sekitar beberapa posisi rata-rata.
Benar-benar semua molekul tubuh berpartisipasi dalam gerakan termal molekul dan atom, itulah sebabnya dengan perubahan gerakan termal, keadaan tubuh itu sendiri, berbagai sifatnya, juga berubah. Jadi, jika Anda meningkatkan suhu es, ia mulai mencair, saat mengambil bentuk yang sama sekali berbeda - es menjadi cair. Sebaliknya, jika suhu, misalnya, merkuri diturunkan, maka ia akan mengubah sifat-sifatnya dan berubah dari cair menjadi padat.
T 
suhu tubuh secara langsung tergantung pada energi kinetik rata-rata molekul. Kami menarik kesimpulan yang jelas: semakin tinggi suhu tubuh, semakin besar energi kinetik rata-rata molekulnya. Sebaliknya, ketika suhu tubuh menurun, energi kinetik rata-rata molekulnya menurun.
Jika Anda memiliki pertanyaan atau ingin mempelajari lebih lanjut tentang gerak dan suhu termal, daftar di situs web kami dan dapatkan bantuan tutor.
Apakah Anda memiliki pertanyaan? Tidak tahu bagaimana melakukan pekerjaan rumah Anda?
Untuk mendapatkan bantuan dari tutor -.
Pelajaran pertama gratis!
blog.site, dengan penyalinan materi secara penuh atau sebagian, diperlukan tautan ke sumbernya.
Untuk mempelajari topik "Gerakan termal" kita perlu mengulangi:
Di dunia sekitar kita, berbagai macam fenomena fisik terjadi, yang berhubungan langsung dengan perubahan suhu tubuh.
Sejak kecil, kita ingat bahwa air di danau itu dingin pada awalnya, kemudian hampir tidak hangat, dan hanya setelah beberapa saat menjadi cocok untuk berenang.
Dengan kata-kata seperti "dingin", "panas", "sedikit hangat", kami mendefinisikan berbagai tingkat "pemanasan" benda, atau, dalam bahasa fisika, suhu benda yang berbeda.
Jika kita membandingkan suhu di danau di musim panas dan akhir musim gugur, perbedaannya jelas. Suhu air hangat sedikit lebih tinggi dari suhu air es.
Seperti diketahui, difusi pada suhu yang lebih tinggi lebih cepat. Dari sini dapat disimpulkan bahwa kecepatan pergerakan molekul dan suhu saling berhubungan secara mendalam.
Percobaan: Ambil tiga gelas dan isi dengan air dingin, hangat dan panas, dan sekarang masukkan kantong teh ke dalam setiap gelas dan amati bagaimana warna air berubah? Di mana perubahan ini akan berlangsung paling intensif?
Jika Anda meningkatkan suhu, maka kecepatan pergerakan molekul akan meningkat, jika Anda menurunkannya, itu akan berkurang. Dengan demikian, kami menyimpulkan: suhu tubuh berhubungan langsung dengan kecepatan pergerakan molekul.
Air panas terdiri dari molekul yang persis sama dengan air dingin. Perbedaan di antara mereka hanya dalam kecepatan pergerakan molekul.
Fenomena yang berhubungan dengan pemanasan atau pendinginan benda, perubahan suhu, disebut termal. Ini termasuk pemanasan atau pendinginan tidak hanya benda cair, tetapi juga udara padat dan gas.
Contoh lain dari fenomena termal: pencairan logam, pencairan salju.
Molekul atau atom, yang merupakan dasar dari semua benda, berada dalam gerakan kacau tak berujung. Pergerakan molekul dalam tubuh yang berbeda terjadi dengan cara yang berbeda. Molekul gas bergerak secara acak dengan kecepatan tinggi di sepanjang lintasan yang sangat kompleks.Bertabrakan, mereka memantul satu sama lain, mengubah besar dan arah kecepatan.
Molekul cair berosilasi di sekitar posisi kesetimbangan (karena letaknya hampir berdekatan satu sama lain) dan relatif jarang melompat dari satu posisi kesetimbangan ke posisi setimbang lainnya. Pergerakan molekul dalam cairan kurang bebas daripada dalam gas, tetapi lebih bebas daripada dalam padatan.
Dalam padatan, molekul dan atom berosilasi di sekitar posisi rata-rata tertentu.
Ketika suhu naik, kecepatan partikel meningkat, Itu sebabnya gerakan partikel yang kacau biasanya disebut termal.
Menarik:
Berapa ketinggian Menara Eiffel yang tepat? Dan itu tergantung pada suhu lingkungan!
Faktanya adalah ketinggian menara berfluktuasi sebanyak 12 sentimeter.
dan suhu pancaran sinarnya bisa mencapai 40 derajat Celcius.
Dan seperti yang Anda ketahui, zat dapat memuai di bawah pengaruh suhu tinggi.
Keacakan adalah fitur paling penting dari gerakan termal. Salah satu bukti terpenting untuk pergerakan molekul adalah difusi dan gerak Brown. (Gerakan Brown adalah pergerakan partikel padat terkecil dalam cairan di bawah pengaruh tumbukan molekul. Seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan, gerakan Brown tidak dapat dihentikan). Gerak Brown ditemukan oleh ahli botani Inggris Robert Brown (1773-1858).
Benar-benar semua molekul tubuh berpartisipasi dalam gerakan termal molekul dan atom, itulah sebabnya dengan perubahan gerakan termal, keadaan tubuh itu sendiri, berbagai sifatnya, juga berubah.
Pertimbangkan bagaimana sifat-sifat air berubah dengan suhu.
Suhu tubuh secara langsung tergantung pada energi kinetik rata-rata molekul. Kami menarik kesimpulan yang jelas: semakin tinggi suhu tubuh, semakin besar energi kinetik rata-rata molekulnya. Sebaliknya, ketika suhu tubuh menurun, energi kinetik rata-rata molekulnya menurun.
Suhu - nilai yang mencirikan keadaan termal tubuh atau ukuran "pemanasan" tubuh.
Semakin tinggi suhu suatu benda, semakin banyak energi rata-rata yang dimiliki atom dan molekulnya.
Suhu diukur termometer, yaitu alat pengukur suhu
Suhu tidak diukur secara langsung! Nilai yang diukur tergantung pada suhu!
Saat ini, ada termometer cair dan elektrik.
Dalam termometer cair modern, ini adalah volume alkohol atau air raksa. Termometer mengukur suhunya sendiri! Dan, jika kita ingin mengukur suhu benda lain dengan termometer, kita harus menunggu beberapa saat hingga suhu benda dan termometer sama, yaitu. kesetimbangan termal akan datang antara termometer dan tubuh. Termometer rumah "termometer" membutuhkan waktu untuk memberikan nilai akurat untuk suhu pasien.
Ini adalah hukum keseimbangan termal:
untuk setiap kelompok benda yang terisolasi, setelah beberapa waktu, suhu menjadi sama,
itu. keadaan kesetimbangan termal terjadi.
Suhu tubuh diukur dengan termometer dan paling sering dinyatakan dalam derajat Celsius(°C). Ada juga satuan pengukuran lain: Fahrenheit, Kelvin, dan Réaumur.
Kebanyakan fisikawan mengukur suhu pada skala Kelvin. 0 derajat Celcius = 273 derajat Kelvin
1. Pada tahun 1827, ahli botani Inggris R. Brown, mempelajari partikel serbuk sari yang tersuspensi dalam air dengan mikroskop, memperhatikan bahwa partikel-partikel ini bergerak secara acak; mereka tampak gemetar di dalam air.
Alasan pergerakan partikel serbuk sari tidak dapat dijelaskan untuk waktu yang lama. Brown sendiri menyarankan pada awalnya bahwa mereka pindah karena mereka hidup. Mereka mencoba menjelaskan pergerakan partikel dengan pemanasan yang tidak merata dari berbagai bagian bejana, reaksi kimia yang terjadi, dll. Baru kemudian mereka memahami penyebab sebenarnya dari pergerakan partikel yang tersuspensi dalam air. Alasan ini adalah pergerakan molekul.
Molekul air tempat partikel serbuk sari berada bergerak dan menabraknya. Dalam hal ini, jumlah molekul yang tidak sama mengenai partikel dari sisi yang berbeda, yang mengarah pada pergerakannya.
Biarkan pada saat \ (t_1 \) di bawah pengaruh tumbukan molekul air, partikel bergerak dari titik A ke titik B. Pada titik waktu berikutnya, sejumlah besar molekul menabrak partikel dari titik lain sisi, dan arah gerakannya berubah, ia bergerak dari t. Di t. C. Jadi, pergerakan partikel serbuk sari merupakan konsekuensi dari gerakan dan tumbukan molekul air di atasnya, di mana serbuk sari berada ( Gambar 65). Fenomena serupa dapat diamati jika partikel cat atau jelaga ditempatkan di dalam air.
Gambar 65 menunjukkan lintasan partikel serbuk sari. Dapat dilihat bahwa tidak mungkin untuk berbicara tentang arah tertentu dari gerakannya; itu berubah sepanjang waktu.
Karena gerakan partikel merupakan konsekuensi dari gerakan molekul, kita dapat menyimpulkan bahwa molekul bergerak secara acak (kacau). Dengan kata lain, tidak mungkin untuk memilih arah tertentu di mana semua molekul bergerak.
Pergerakan molekul tidak pernah berhenti. Dapat dikatakan bahwa terus menerus. Pergerakan acak yang terus menerus dari atom dan molekul disebut gerakan termal. Nama ini ditentukan oleh fakta bahwa kecepatan pergerakan molekul tergantung pada suhu tubuh.
Karena benda terdiri dari sejumlah besar molekul dan pergerakan molekul adalah acak, tidak mungkin untuk mengatakan dengan tepat berapa banyak dampak yang akan dialami molekul ini atau itu dari orang lain. Oleh karena itu, mereka mengatakan bahwa posisi molekul, kecepatannya pada setiap saat acak. Namun, ini tidak berarti bahwa pergerakan molekul tidak mematuhi hukum tertentu. Secara khusus, meskipun kecepatan molekul pada suatu titik waktu berbeda, kebanyakan dari mereka memiliki kecepatan yang mendekati nilai tertentu. Biasanya, ketika berbicara tentang kecepatan pergerakan molekul, itu berarti kecepatan rata-rata\((v_(cp)) \) .
2. Dari sudut pandang pergerakan molekul, seseorang dapat menjelaskan fenomena seperti difusi.
Difusi adalah fenomena penetrasi molekul suatu zat ke dalam celah antar molekul zat lain.
Kami mencium aroma parfum agak jauh dari botol. Ini disebabkan oleh fakta bahwa molekul-molekul ruh, seperti halnya molekul-molekul udara, bergerak. Ada celah antar molekul. Molekul parfum menembus celah di antara molekul udara, dan molekul udara masuk ke celah di antara molekul parfum.
Difusi cairan dapat diamati jika larutan tembaga sulfat dituangkan ke dalam gelas kimia, dan air dituangkan di atasnya sehingga ada batas yang tajam antara cairan ini. Setelah dua atau tiga hari, Anda akan melihat bahwa perbatasan tidak lagi begitu tajam; dalam seminggu itu akan benar-benar dicuci. Setelah sebulan, cairan akan menjadi homogen dan akan diwarnai sama di seluruh wadah (Gbr. 66).
Dalam percobaan ini, molekul tembaga sulfat menembus celah di antara molekul air, dan molekul air - ke celah di antara molekul tembaga sulfat. Harus diingat bahwa kerapatan tembaga sulfat lebih besar daripada kerapatan air.
Eksperimen menunjukkan bahwa difusi dalam gas terjadi lebih cepat daripada dalam cairan. Ini disebabkan oleh fakta bahwa gas memiliki kerapatan yang lebih rendah daripada cairan, mis. molekul gas terletak pada jarak yang jauh satu sama lain. Difusi terjadi lebih lambat dalam padatan, karena molekul padatan bahkan lebih dekat satu sama lain daripada molekul cairan.
Di alam, teknologi, kehidupan sehari-hari, Anda dapat menemukan banyak fenomena di mana difusi dimanifestasikan: pewarnaan, perekatan, dll. Difusi sangat penting dalam kehidupan manusia. Secara khusus, karena difusi, oksigen masuk ke tubuh manusia tidak hanya melalui paru-paru, tetapi juga melalui kulit. Untuk alasan yang sama, nutrisi berpindah dari usus ke dalam darah.
Laju difusi tidak hanya bergantung pada keadaan agregasi zat, tetapi juga pada suhu.
Jika Anda menyiapkan dua bejana dengan air dan vitriol biru untuk percobaan difusi, dan memasukkan salah satunya ke dalam lemari es dan meninggalkan yang lain di dalam ruangan, Anda akan menemukan bahwa pada suhu yang lebih tinggi, difusi akan terjadi lebih cepat. Ini karena ketika suhu naik, molekul bergerak lebih cepat. Jadi, kecepatan molekul
dan suhu tubuh saling berhubungan.
Semakin besar kecepatan rata-rata pergerakan molekul tubuh, semakin tinggi suhunya.
3. Fisika molekuler, tidak seperti mekanika, mempelajari sistem (benda) yang terdiri dari sejumlah besar partikel. Badan-badan ini mungkin berbeda menyatakan.
Besaran-besaran yang mencirikan keadaan sistem (benda) disebut parameter keadaan. Parameter keadaan termasuk tekanan, volume, suhu.
Keadaan sistem seperti itu dimungkinkan, di mana parameter yang mencirikannya tetap tidak berubah untuk waktu yang lama tanpa adanya pengaruh eksternal. Keadaan ini disebut kesetimbangan termal.
Jadi, volume, suhu, tekanan cairan dalam bejana yang berada dalam kesetimbangan termal dengan udara di dalam ruangan tidak berubah jika tidak ada alasan eksternal untuk ini.
4. Keadaan kesetimbangan termal sistem mencirikan parameter seperti suhu. Keunikannya adalah bahwa nilai suhu di semua bagian sistem, yang berada dalam keadaan kesetimbangan termal, adalah sama. Jika Anda menurunkan sendok perak (atau sendok yang terbuat dari logam lain) ke dalam segelas air panas, sendok akan memanas dan air akan mendingin. Ini akan terjadi sampai kesetimbangan termal tercapai, di mana sendok dan air akan memiliki suhu yang sama. Bagaimanapun, jika kita mengambil dua benda yang dipanaskan secara berbeda dan membawanya ke dalam kontak, maka benda yang lebih panas akan mendingin, dan yang lebih dingin akan memanas. Setelah beberapa waktu, sistem yang terdiri dari dua benda ini akan mencapai kesetimbangan termal, dan suhu benda-benda ini akan menjadi sama.
Jadi, suhu sendok dan air akan menjadi sama ketika mereka mencapai kesetimbangan termal.
Suhu adalah besaran fisika yang mencirikan keadaan termal suatu benda.
Jadi, suhu air panas lebih tinggi daripada dingin; Di musim dingin, suhu udara di luar lebih rendah daripada di musim panas.
Satuan suhu adalah derajat Celcius (°C). Suhu diukur termometer.
Perangkat termometer dan, karenanya, metode pengukuran suhu didasarkan pada ketergantungan sifat-sifat benda pada suhu, khususnya, sifat benda untuk memuai ketika dipanaskan. Benda yang berbeda dapat digunakan dalam termometer: baik cair (alkohol, merkuri), dan padat (logam) dan gas. Mereka disebut benda termometrik. Sebuah benda termometrik (cair atau gas) ditempatkan dalam sebuah tabung yang dilengkapi dengan timbangan, benda tersebut dikontakkan dengan benda yang suhunya akan diukur.
Saat membuat skala, dua titik utama (referensi, referensi) dipilih, di mana nilai suhu tertentu ditetapkan, dan interval di antara mereka dibagi menjadi beberapa bagian. Nilai setiap bagian sesuai dengan unit suhu pada skala ini.
5. Ada skala suhu yang berbeda. Salah satu skala yang paling umum dalam praktik adalah skala Celcius. Poin utama skala ini adalah suhu leleh es dan titik didih air pada tekanan atmosfer normal (760 mm Hg). Titik pertama diberi nilai 0 °C, dan yang kedua - 100 °C. Jarak antara titik-titik ini dibagi menjadi 100 bagian yang sama dan menerima skala Celcius. Satuan suhu pada skala ini adalah 1°C. Selain skala Celcius, skala suhu banyak digunakan, yang disebut mutlak skala suhu (termodinamika), atau skala Kelvin. Untuk nol pada skala ini, diambil suhu -273 ° C (lebih tepatnya -273,15 ° C). Suhu ini disebut nol mutlak suhu dan dilambangkan dengan 0 K. Satuan suhu adalah satu kelvin (1 K); itu sama dengan 1 derajat Celcius. Dengan demikian, suhu leleh es pada skala suhu mutlak adalah 273 K (273,15 K), dan titik didih air adalah 373 K (373,15 K).
Suhu pada skala absolut dilambangkan dengan huruf \ (T \). Hubungan antara suhu mutlak \((T) \) dan suhu Celcius \(((t)^\circ) \) dinyatakan dengan rumus:
\[ T=t^\circ+273 \]
Bagian 1
1. Gerak Brown partikel cat dalam air adalah akibat dari
1) tarik menarik antara atom dan molekul
2) gaya tolak menolak antara atom dan molekul
3) gerakan molekul yang kacau dan terus menerus
4) perpindahan lapisan air karena perbedaan suhu antara lapisan bawah dan atas
2. Dalam situasi manakah kita berbicara tentang gerak Brown?
1) gerakan acak partikel debu di udara
2) penyebaran bau
3) gerakan osilasi partikel di simpul kisi kristal
4) gerakan translasi molekul gas
3. Apa arti kata-kata: "Molekul bergerak secara acak"?
A. Tidak ada arah pergerakan molekul yang disukai.
B. Pergerakan molekul tidak mematuhi hukum apapun.
Jawaban yang benar
1) hanya A
2) hanya B
3) keduanya A dan B
4) bukan A atau B
4. Posisi teori molekuler-kinetik dari struktur materi yang partikel materi berpartisipasi dalam gerakan kacau terus menerus mengacu pada
1) hanya untuk gas
2) hanya cairan
3) hanya untuk gas dan cairan
4) menjadi gas, cair dan padat
5. Apa posisi (s) dari teori molekuler-kinetik dari struktur materi menegaskan fenomena difusi?
A. Molekul berada dalam gerakan kacau terus menerus
B. Ada celah antar molekul
Jawaban yang benar
1) hanya A
2) hanya B
3) keduanya A dan B
4) bukan A atau B
6. Pada suhu yang sama, difusi dalam cairan terjadi
1) lebih cepat dari pada padatan
2) lebih cepat daripada di gas
3) lebih lambat dari pada padatan
4) pada kecepatan yang sama seperti dalam gas
7. Tunjukkan sepasang zat, yang laju difusinya paling kecil, semua hal lain dianggap sama
1) larutan tembaga sulfat dan air
2) uap eter dan udara
3) pelat besi dan aluminium
4) air dan alkohol
8. Air mendidih dan berubah menjadi uap pada suhu 100 °C. Kecepatan rata-rata pergerakan molekul uap
1) sama dengan kecepatan rata-rata pergerakan molekul air
2) lebih dari kecepatan rata-rata pergerakan molekul air
3) kurang dari kecepatan rata-rata pergerakan molekul air
4) tergantung pada tekanan atmosfer
9. Gerakan termal molekul
1) berhenti pada 0 °C
2) berhenti pada 100 °C
3) terus menerus
4) memiliki arah tertentu
10. Air dipanaskan dari suhu kamar hingga 80°C. Apa yang terjadi dengan kecepatan rata-rata molekul air?
1) menurun
2) meningkat
3) tidak berubah
4) pertama meningkat, dan mulai dari nilai suhu tertentu, tetap tidak berubah
11. Satu gelas air ada di atas meja di ruangan yang hangat, yang lainnya ada di lemari es. Kecepatan rata-rata molekul air dalam gelas di lemari es
1) sama dengan kecepatan rata-rata pergerakan molekul air dalam gelas yang berdiri di atas meja
2) lebih dari kecepatan rata-rata pergerakan molekul air dalam gelas yang berdiri di atas meja
3) kurang dari kecepatan rata-rata pergerakan molekul air dalam gelas yang berdiri di atas meja
4) sama dengan nol
12. Dari daftar pernyataan di bawah ini, pilihlah dua yang benar dan tuliskan nomornya dalam tabel
1) gerakan termal molekul hanya terjadi pada suhu yang lebih besar dari 0 ° C
2) difusi dalam padatan tidak mungkin
3) gaya tarik menarik dan gaya tolak menolak bekerja secara simultan antar molekul
4) molekul adalah partikel terkecil dari suatu zat
5) laju difusi meningkat dengan meningkatnya suhu
13. Sebuah kapas yang direndam dalam parfum dibawa ke kantor fisika, dan sebuah bejana di mana larutan tembaga sulfat (larutan biru) dituangkan, dan air dituangkan dengan hati-hati di atasnya (Gbr. 1). Terlihat bahwa bau parfum menyebar ke seluruh volume seluruh kabinet dalam beberapa menit, sementara batas antara dua cairan dalam wadah menghilang hanya setelah dua minggu (Gbr. 2).
Pilih dari daftar yang diusulkan dua pernyataan yang sesuai dengan hasil pengamatan eksperimental. Daftar nomor mereka.
1) Proses difusi dapat diamati pada gas dan cairan.
2) Laju difusi bergantung pada suhu zat.
3) Laju difusi tergantung pada keadaan agregat zat.
4) Laju difusi tergantung pada jenis cairan.
5) Dalam padatan, laju difusi paling rendah.
jawaban
Mundur ke depan
Perhatian! Pratinjau slide hanya untuk tujuan informasi dan mungkin tidak mewakili keseluruhan presentasi. Jika Anda tertarik dengan karya ini, silakan unduh versi lengkapnya.
Sasaran.
- pendidikan.
- Berikan konsep suhu sebagai ukuran energi kinetik rata-rata; pertimbangkan sejarah pembuatan termometer, bandingkan berbagai skala suhu; untuk membentuk kemampuan menerapkan pengetahuan yang diperoleh untuk memecahkan masalah dan melakukan tugas-tugas praktis, memperluas wawasan siswa di bidang fenomena termal.
- pendidikan.
- Mengembangkan kemampuan untuk mendengarkan lawan bicara, untuk mengekspresikan sudut pandang mereka sendiri
- Mengembangkan.
- Pengembangan perhatian sukarela siswa, berpikir (kemampuan menganalisis, membandingkan, membangun analogi, menarik kesimpulan.), Minat kognitif (berdasarkan eksperimen fisik);
- pembentukan konsep pandangan dunia tentang cognizability dunia.
SELAMA KELAS
Halo, duduklah.
Saat mempelajari mekanika, kami tertarik pada gerakan benda. Sekarang kita akan mempertimbangkan fenomena yang terkait dengan perubahan sifat-sifat benda yang diam. Kita akan mempelajari pemanasan dan pendinginan udara, pencairan es, pencairan logam, pendidihan air, dll. Fenomena seperti itu disebut fenomena termal.
Kita tahu bahwa ketika air dingin dipanaskan, pertama-tama menjadi hangat dan kemudian panas. Bagian logam yang dikeluarkan dari api secara bertahap mendingin. Udara di sekitar pemanas air panas menjadi panas, dll.
Kata-kata "dingin", "hangat", "panas" menunjukkan keadaan termal benda. Besaran yang mencirikan keadaan termal benda adalah suhu.
Semua orang tahu bahwa suhu air panas lebih tinggi daripada suhu air dingin. Di musim dingin, suhu udara di luar lebih rendah daripada di musim panas.
Semua molekul zat apa pun bergerak secara terus menerus dan acak (kacau).
Gerak acak acak molekul disebut gerak termal.
Apa perbedaan antara gerak termal dan gerak mekanis?
Ini melibatkan banyak partikel dengan lintasan yang berbeda. Gerakan tidak pernah berhenti. (Contoh: Gerak Brown)
Demonstrasi model gerak Brown
Apa yang bergantung pada gerak termal?
- Percobaan nomor 1: Mari kita masukkan sepotong gula ke dalam air dingin, dan yang lainnya dalam panas. Manakah yang akan larut lebih cepat?
- Percobaan nomor 2: Mari kita masukkan 2 buah gula (satu lebih besar dari yang lain) dalam air dingin. Manakah yang akan larut lebih cepat?
Pertanyaan tentang apa itu suhu, ternyata sangat sulit. Apa perbedaan antara air panas dan air dingin? Untuk waktu yang lama tidak ada jawaban yang jelas untuk pertanyaan ini. Hari ini kita tahu bahwa pada suhu berapa pun, air terdiri dari molekul yang sama. Lalu apa sebenarnya yang berubah dalam air saat suhunya meningkat? Kita telah melihat dari pengalaman bahwa gula larut lebih cepat dalam air panas. Pembubaran terjadi karena difusi. Dengan demikian, difusi pada suhu yang lebih tinggi lebih cepat daripada pada suhu yang lebih rendah.
Tetapi penyebab difusi adalah pergerakan molekul. Artinya ada hubungan antara kecepatan gerak molekul dan suhu suatu benda: Dalam tubuh dengan suhu yang lebih tinggi, molekul bergerak lebih cepat.
Tetapi suhu tidak hanya bergantung pada kecepatan rata-rata molekul. Jadi, misalnya, oksigen, yang kecepatan rata-rata molekulnya adalah 440 m/s, memiliki suhu 20 °C, dan nitrogen, dengan kecepatan rata-rata molekul yang sama, memiliki suhu 16 °C. Suhu nitrogen yang lebih rendah disebabkan oleh fakta bahwa molekul nitrogen lebih ringan daripada molekul oksigen. Jadi, suhu suatu zat ditentukan tidak hanya oleh kecepatan rata-rata molekulnya, tetapi juga oleh massanya. Kami melihat hal yang sama dalam percobaan No. 2.
Kita mengetahui besaran yang bergantung pada kecepatan dan massa partikel. Ini adalah momentum dan energi kinetik. Para ilmuwan telah menetapkan bahwa energi kinetik molekul-molekullah yang menentukan suhu tubuh: suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata partikel suatu benda; semakin besar energi ini, semakin tinggi suhu tubuh.
Jadi, ketika benda dipanaskan, energi kinetik rata-rata molekul meningkat, dan mereka mulai bergerak lebih cepat; ketika didinginkan, energi molekul berkurang, dan mereka mulai bergerak lebih lambat.
Suhu adalah nilai yang mencirikan keadaan termal tubuh. Ukuran "kehangatan" tubuh. Semakin tinggi suhu suatu benda, semakin banyak energi rata-rata yang dimiliki atom dan molekulnya.
Bisakah seseorang hanya mengandalkan sensasinya sendiri untuk menilai tingkat panas tubuh?
- Pengalaman nomor 1: Sentuh benda kayu dengan satu tangan dan benda logam dengan tangan lainnya.
Bandingkan sensasi
Meskipun kedua benda berada pada suhu yang sama, satu tangan akan terasa dingin dan tangan lainnya hangat
- Pengalaman nomor 2: naik tiga kapal dengan air panas, hangat dan dingin. Celupkan satu tangan ke dalam wadah berisi air dingin dan tangan lainnya ke dalam wadah berisi air panas. Setelah beberapa saat, kedua tangan diturunkan ke dalam bejana berisi air hangat.
Bandingkan sensasi
Tangan yang tadinya di air panas sekarang terasa dingin, dan tangan yang tadinya di air dingin sekarang terasa hangat, meski kedua tangan berada di wadah yang sama.
Kami telah membuktikan bahwa perasaan kami subjektif. Instrumen diperlukan untuk mengkonfirmasinya.
Alat yang digunakan untuk mengukur suhu disebut termometer. Pengoperasian termometer semacam itu didasarkan pada ekspansi termal suatu zat. Saat dipanaskan, kolom zat yang digunakan dalam termometer (misalnya, merkuri atau alkohol) meningkat, dan ketika didinginkan, berkurang. Termometer cair pertama ditemukan pada tahun 1631 oleh fisikawan Prancis J. Rey.
Suhu tubuh akan berubah hingga mencapai kesetimbangan termal dengan lingkungan.
Hukum kesetimbangan termal: untuk setiap kelompok benda yang terisolasi, setelah beberapa waktu, suhunya menjadi sama, mis. keadaan kesetimbangan termal terjadi.
Harus diingat bahwa termometer apa pun selalu menunjukkan suhunya sendiri. Untuk menentukan suhu lingkungan, termometer harus ditempatkan di lingkungan ini dan menunggu sampai suhu perangkat berhenti berubah, mengambil nilai yang sama dengan suhu lingkungan. Ketika suhu medium berubah, suhu termometer juga akan berubah.
Termometer medis, yang dirancang untuk mengukur suhu tubuh seseorang, beroperasi agak berbeda. Itu milik apa yang disebut termometer maksimum, menetapkan suhu tertinggi di mana mereka dipanaskan. Setelah mengukur suhu Anda sendiri, Anda mungkin memperhatikan bahwa, berada di lingkungan yang lebih dingin (dibandingkan dengan tubuh manusia), termometer medis terus menunjukkan nilai yang sama. Untuk mengembalikan kolom air raksa ke keadaan semula, termometer ini harus dikocok.
Dengan termometer laboratorium yang digunakan untuk mengukur suhu medium, ini tidak perlu.
Termometer yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari memungkinkan Anda untuk menyatakan suhu suatu zat dalam derajat Celcius (°C).
A. Celsius (1701-1744) - Ilmuwan Swedia yang mengusulkan penggunaan skala suhu celcius. Dalam skala suhu Celcius, nol (dari pertengahan abad ke-18) adalah suhu pencairan es, dan 100 derajat adalah titik didih air pada tekanan atmosfer normal.
Kami akan mendengarkan pesan tentang sejarah perkembangan termometer (Presentasi oleh Sidorova E.)
Termometer cair didasarkan pada prinsip mengubah volume cairan yang dituangkan ke dalam termometer (biasanya alkohol atau air raksa) sebagai perubahan suhu lingkungan. Kerugian: cairan yang berbeda memuai secara berbeda, sehingga pembacaan termometer berbeda: Merkuri -50 0 ; gliserin -47,6 0
Kami mencoba membuat termometer cair di rumah. Mari kita lihat apa yang terjadi. (Video oleh Brykina V. Lampiran 1)
Kami belajar bahwa ada skala suhu yang berbeda. Selain skala Celcius, skala Kelvin banyak digunakan. Konsep suhu mutlak diperkenalkan oleh W. Thomson (Kelvin). Skala suhu absolut disebut skala Kelvin atau skala suhu termodinamika.
Satuan suhu mutlak adalah kelvin (K).
Nol mutlak - suhu serendah mungkin di mana tidak ada yang lebih dingin dan secara teoritis tidak mungkin untuk mengekstrak energi panas dari suatu zat, suhu di mana pergerakan termal molekul berhenti
Nol mutlak didefinisikan sebagai 0 K, yaitu sekitar 273,15 °C
Satu Kelvin sama dengan satu derajat T=t+273
Pertanyaan dari ujian
Manakah dari pilihan berikut untuk mengukur suhu air panas dengan termometer memberikan hasil yang lebih benar?
1) Termometer diturunkan ke dalam air dan, setelah dikeluarkan dari air setelah beberapa menit, pembacaan dilakukan.
2) Termometer diturunkan ke dalam air dan tunggu sampai suhu berhenti berubah. Setelah itu, tanpa mengeluarkan termometer dari air, lakukan pembacaannya.
3) Termometer diturunkan ke dalam air dan, tanpa mengeluarkannya dari air, segera lakukan pembacaan
4) Termometer diturunkan ke dalam air, kemudian dengan cepat dikeluarkan dari air dan pembacaan dilakukan
Gambar tersebut menunjukkan bagian dari skala termometer yang tergantung di luar jendela. Suhu udara di luar adalah
- 18 0 C
- 14 0
- 21 0
- 22 0
Memecahkan masalah No. 915, 916 ("Kumpulan masalah dalam fisika 7-9" oleh V.I. Lukashik, E.V. Ivanova)
- Pekerjaan rumah: Paragraf 28
- 128 D "Kumpulan masalah dalam fisika 7-9" V.I. Lukashik, E.V. Ivanova
Dukungan metodologis
- "Fisika 8" S.V. Gromov, N.A. tanah air
- "Kumpulan masalah dalam fisika 7-9" V.I.Lukashik, E.V. Ivanova
- Gambar yang berada dalam domain publik Internet
Dasar-dasar teori molekuler-kinetik dari struktur materi
Dasar-dasar teori kinetika molekuler dikembangkan oleh M.V. Lomonosov, L. Boltzmann, J. Maxwell dan lain-lain.Teori ini didasarkan pada ketentuan sebagai berikut:
1. Semua zat terdiri dari partikel terkecil - molekul. Molekul dalam zat kompleks terdiri dari partikel yang lebih kecil - atom. Kombinasi atom yang berbeda menciptakan jenis molekul. Sebuah atom terdiri dari inti bermuatan positif yang dikelilingi oleh kulit elektron bermuatan negatif. Massa molekul dan atom diukur dalam satuan massa atom (sma). Diameter atom dan molekul orde 10 - 10 cm. Jumlah suatu zat yang mengandung jumlah partikel (atom atau molekul) sama dengan jumlah atom dalam 0,012 kg karbon isotop C disebut kami berdoa.
Molekul bertabrakan satu sama lain, mengubah kecepatan baik dalam besaran maupun arahnya. Dalam hal ini, energi kinetik total mereka didistribusikan kembali. Tubuh yang terdiri dari molekul dianggap sebagai sistem partikel yang bergerak dan berinteraksi. Sistem molekul seperti itu memiliki energi yang terdiri dari energi potensial interaksi partikel dan energi kinetik gerak partikel. Energi ini disebut energi internal tubuh. Jumlah energi internal yang ditransfer antar benda selama pertukaran panas disebut jumlah panas (joule, kal). Joule - SI. 1 kal = 4,18 J. Atom dan molekul bergerak terus menerus, yang disebut panas. Properti utama gerak termal adalah kontinuitasnya (kekacauan). Untuk mengkarakterisasi intensitas gerakan termal secara kuantitatif, konsep suhu tubuh diperkenalkan. Semakin intens pergerakan termal molekul dalam tubuh, semakin tinggi suhunya. Ketika dua benda bersentuhan, energi berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang kurang panas, dan pada akhirnya terbentuk keadaan kesetimbangan termal.
Dari sudut pandang konsep kinetika molekuler suhu adalah besaran yang mencirikan energi kinetik rata-rata dari gerak translasi molekul atau atom. Satuan ukuran suhu kalor adalah derajat.(Seperseratus dari perbedaan antara titik didih dan titik beku air murni pada tekanan atmosfer). Skala suhu mutlak Kelvin diperkenalkan ke dalam fisika. Derajat Celcius sama dengan derajat Kelvin. Pada suhu -273 C, gerakan translasi molekul gas (nol mutlak) harus berhenti, yaitu sistem (benda) memiliki energi serendah mungkin.
Ketentuan utama teori molekuler-kinetik tentang struktur materi dikonfirmasi oleh banyak eksperimen dan fenomena (difusi, gerak Brown, pencampuran cairan, kompresibilitas berbagai zat, pembubaran padatan dalam cairan, dll.). Metode eksperimental modern - analisis difraksi sinar-X, pengamatan dengan mikroskop elektron, dan lain-lain - telah memperkaya pemahaman kita tentang struktur materi. Dalam gas, jarak antar molekul relatif jauh, dan gaya tarik-menarik dapat diabaikan. Molekul gas cenderung selalu terdistribusi secara merata di seluruh volume yang ditempatinya. Gas memberikan tekanan pada dinding bejana di mana ia berada. Tekanan ini disebabkan oleh tumbukan molekul yang bergerak. Ketika mempelajari teori kinetik gas, kita mempertimbangkan apa yang disebut gas ideal. Gas di mana kita mengabaikan gaya interaksi antarmolekul dan volume molekul gas. Dengan asumsi bahwa selama tumbukan, molekul-molekul gas ideal seperti bola yang benar-benar elastis.
