No mundo ao nosso redor, existem vários tipos de fenômenos físicos que estão diretamente relacionados com mudança na temperatura corporal. Desde a infância, sabemos que a água fria, quando aquecida, torna-se apenas morna e só depois de um certo tempo quente.
Com palavras como “frio”, “quente”, “quente”, definimos diferentes graus de “aquecimento” dos corpos, ou, falando na linguagem da física, diferentes temperaturas dos corpos. A temperatura da água morna é ligeiramente superior à temperatura da água fria. Se compararmos a temperatura do ar de verão e de inverno, a diferença de temperatura é óbvia.
A temperatura corporal é medida com um termômetro e é expressa em graus Celsius (°C).
Como se sabe, a difusão a uma temperatura mais alta é mais rápida. A partir disso, segue-se que a velocidade de movimento das moléculas e a temperatura estão profundamente interconectadas. Se você aumentar a temperatura, a velocidade do movimento das moléculas aumentará; se você diminuir, diminuirá.
Assim, concluímos: a temperatura corporal está diretamente relacionada com a velocidade de movimento das moléculas.
A água quente consiste exatamente das mesmas moléculas que a água fria. A diferença entre eles está apenas na velocidade de movimento das moléculas.
Os fenômenos que estão relacionados ao aquecimento ou resfriamento dos corpos, uma mudança de temperatura, são chamados de térmicos. Estes incluem aquecimento ou resfriamento de ar, derretimento de metal, derretimento de neve.
Moléculas ou átomos, que são a base de todos os corpos, estão em movimento caótico sem fim. O número de tais moléculas e átomos nos corpos ao nosso redor é enorme. Um volume igual a 1 cm³ de água contém aproximadamente 3,34 x 10²² moléculas. Qualquer molécula tem uma trajetória de movimento muito complexa. Por exemplo, partículas de gás que se movem em alta velocidade em diferentes direções podem colidir umas com as outras e com as paredes do recipiente. Assim, eles mudam sua velocidade e continuam se movendo novamente.
A Figura #1 mostra o movimento aleatório de partículas de tinta dissolvidas em água.
Assim, tiramos mais uma conclusão: o movimento caótico das partículas que compõem os corpos é chamado de movimento térmico.
A aleatoriedade é a característica mais importante do movimento térmico. Uma das evidências mais importantes para o movimento de moléculas é difusão e movimento browniano.(Movimento browniano é o movimento das menores partículas sólidas em um líquido sob a influência de impactos moleculares. Como a observação mostra, o movimento browniano não pode parar).
Nos líquidos, as moléculas podem oscilar, girar e se mover em relação a outras moléculas. Se tomarmos sólidos, então neles as moléculas e os átomos vibram em torno de algumas posições médias.
Absolutamente todas as moléculas do corpo participam do movimento térmico de moléculas e átomos, e é por isso que, com uma mudança no movimento térmico, o estado do próprio corpo, suas várias propriedades, também muda. Assim, se você aumentar a temperatura do gelo, ele começa a derreter, enquanto assume uma forma completamente diferente - o gelo se torna um líquido. Se, pelo contrário, a temperatura do mercúrio for reduzida, por exemplo, ele mudará suas propriedades e passará de líquido para sólido.
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temperatura corporal depende diretamente da energia cinética média das moléculas. Tiramos uma conclusão óbvia: quanto maior a temperatura do corpo, maior a energia cinética média de suas moléculas. Por outro lado, à medida que a temperatura corporal diminui, a energia cinética média de suas moléculas diminui.
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Para estudar o tópico "Movimento térmico", precisamos repetir:
No mundo ao nosso redor, ocorrem vários tipos de fenômenos físicos, que estão diretamente relacionados às mudanças na temperatura dos corpos.
Desde a infância, lembramos que a água do lago é fria no início, depois pouco quente, e só depois de um tempo se torna adequada para nadar.
Com palavras como “frio”, “quente”, “ligeiramente quente”, definimos diferentes graus de “aquecimento” dos corpos ou, na linguagem da física, diferentes temperaturas dos corpos.
Se compararmos a temperatura no lago no verão e no final do outono, a diferença é óbvia. A temperatura da água morna é ligeiramente superior à temperatura da água gelada.
Como se sabe, a difusão a uma temperatura mais alta é mais rápida. A partir disso, segue-se que a velocidade de movimento das moléculas e a temperatura estão profundamente interconectadas.
Experimento: Pegue três copos e encha-os com água fria, morna e quente, e agora coloque um saquinho de chá em cada copo e observe como a cor da água muda? Onde essa mudança ocorrerá com mais intensidade?
Se você aumentar a temperatura, a velocidade do movimento das moléculas aumentará; se você diminuir, diminuirá. Assim, concluímos: a temperatura corporal está diretamente relacionada com a velocidade de movimento das moléculas.
A água quente consiste exatamente das mesmas moléculas que a água fria. A diferença entre eles está apenas na velocidade de movimento das moléculas.
Os fenômenos que estão relacionados ao aquecimento ou resfriamento dos corpos, uma mudança de temperatura, são chamados de térmicos. Estes incluem aquecimento ou resfriamento não apenas de corpos líquidos, mas também de ar gasoso e sólido.
Outros exemplos de fenômenos térmicos: fusão de metais, derretimento de neve.
Moléculas ou átomos, que são a base de todos os corpos, estão em movimento caótico sem fim. O movimento de moléculas em diferentes corpos ocorre de diferentes maneiras. Moléculas de gases se movem aleatoriamente em altas velocidades ao longo de uma trajetória muito complexa.Colidindo, eles ricocheteiam um no outro, mudando a magnitude e a direção das velocidades.
Moléculas líquidas oscilam em torno de posições de equilíbrio (porque elas estão localizadas quase próximas umas das outras) e relativamente raramente saltam de uma posição de equilíbrio para outra. O movimento das moléculas nos líquidos é menos livre do que nos gases, mas mais livre do que nos sólidos.
Nos sólidos, as moléculas e os átomos oscilam em torno de certas posições médias.
À medida que a temperatura aumenta, a velocidade das partículas aumenta, é por isso o movimento caótico das partículas é geralmente chamado de térmico.
Interessante:
Qual é a altura exata da Torre Eiffel? E depende da temperatura ambiente!
O fato é que a altura da torre oscila em até 12 centímetros.
e a temperatura das vigas pode chegar a 40 graus Celsius.
E como você sabe, as substâncias podem se expandir sob a influência da alta temperatura.
A aleatoriedade é a característica mais importante do movimento térmico. Uma das evidências mais importantes para o movimento das moléculas é a difusão e o movimento browniano. (Movimento browniano é o movimento das menores partículas sólidas em um líquido sob a influência de impactos moleculares. Como a observação mostra, o movimento browniano não pode parar). O movimento browniano foi descoberto pelo botânico inglês Robert Brown (1773-1858).
Absolutamente todas as moléculas do corpo participam do movimento térmico de moléculas e átomos, e é por isso que, com uma mudança no movimento térmico, o estado do próprio corpo, suas várias propriedades, também muda.
Considere como as propriedades da água mudam com a temperatura.
A temperatura corporal depende diretamente da energia cinética média das moléculas. Tiramos uma conclusão óbvia: quanto maior a temperatura do corpo, maior a energia cinética média de suas moléculas. Por outro lado, à medida que a temperatura corporal diminui, a energia cinética média de suas moléculas diminui.
Temperatura - um valor que caracteriza o estado térmico do corpo ou uma medida do "aquecimento" do corpo.
Quanto maior a temperatura de um corpo, mais energia seus átomos e moléculas têm em média.
A temperatura é medida termômetros, ou seja instrumentos de medição de temperatura
A temperatura não é medida diretamente! O valor medido depende da temperatura!
Atualmente, existem termômetros líquidos e elétricos.
Nos modernos termômetros líquidos, este é o volume de álcool ou mercúrio. O termômetro mede sua própria temperatura! E, se queremos medir a temperatura de algum outro corpo com um termômetro, devemos esperar algum tempo até que as temperaturas do corpo e do termômetro sejam iguais, ou seja, equilíbrio térmico virá entre o termômetro e o corpo. Um termômetro doméstico "termômetro" precisa de tempo para fornecer um valor preciso para a temperatura do paciente.
Esta é a lei do equilíbrio térmico:
para qualquer grupo de corpos isolados, depois de algum tempo, as temperaturas tornam-se as mesmas,
Essa. ocorre um estado de equilíbrio térmico.
A temperatura corporal é medida com um termômetro e é mais frequentemente expressa em termos de graus Celsius(°C). Existem também outras unidades de medida: Fahrenheit, Kelvin e Réaumur.
A maioria dos físicos mede a temperatura na escala Kelvin. 0 graus Celsius = 273 graus Kelvin
1. Em 1827, o botânico inglês R. Brown, estudando partículas de pólen suspensas na água com um microscópio, notou que essas partículas se movem aleatoriamente; parecem tremer na água.
A razão para o movimento das partículas de pólen não pôde ser explicada por muito tempo. O próprio Brown sugeriu no início que eles se mudassem porque estão vivos. Eles tentaram explicar o movimento das partículas pelo aquecimento desigual de diferentes partes do recipiente, reações químicas ocorrendo, etc. Só muito mais tarde compreenderam a verdadeira causa do movimento das partículas suspensas na água. Esta razão é o movimento das moléculas.
As moléculas de água nas quais a partícula de pólen está localizada se movem e a atingem. Nesse caso, um número desigual de moléculas atinge a partícula de lados diferentes, o que leva ao seu movimento.
Deixe no momento \(t_1\) sob a influência de impactos de moléculas de água, a partícula se moveu do ponto A para o ponto B. No próximo ponto no tempo, um número maior de moléculas atingiu a partícula do outro lado, e a direção de seu movimento muda, ele se move de t. Em t. C. Assim, o movimento de uma partícula de pólen é uma consequência do movimento e dos impactos das moléculas de água sobre ela, na qual o pólen está localizado ( Fig. 65). Um fenômeno semelhante pode ser observado se partículas de tinta ou fuligem forem colocadas na água.
A Figura 65 mostra a trajetória de uma partícula de pólen. Pode-se ver que é impossível falar de qualquer direção particular de seu movimento; Isso muda o tempo todo.
Como o movimento de uma partícula é uma consequência do movimento das moléculas, podemos concluir que moléculas se movem aleatoriamente (caoticamente). Em outras palavras, é impossível destacar qualquer direção particular na qual todas as moléculas se movem.
O movimento das moléculas nunca para. Pode-se dizer que continuamente. O movimento aleatório contínuo de átomos e moléculas é chamado de movimento térmico. Este nome é determinado pelo fato de que a velocidade de movimento das moléculas depende da temperatura do corpo.
Como os corpos consistem em um grande número de moléculas e o movimento das moléculas é aleatório, é impossível dizer exatamente quantos impactos esta ou aquela molécula sofrerá de outras. Portanto, eles dizem que a posição da molécula, sua velocidade em cada momento do tempo aleatória. No entanto, isso não significa que o movimento das moléculas não obedeça a certas leis. Em particular, embora as velocidades das moléculas em algum ponto no tempo sejam diferentes, a maioria delas tem velocidades próximas a algum valor definido. Normalmente, quando se fala em velocidade de movimento das moléculas, eles querem dizer velocidade média\((v_(cp)) \) .
2. Do ponto de vista do movimento das moléculas, pode-se explicar um fenômeno como a difusão.
A difusão é o fenômeno da penetração de moléculas de uma substância nos espaços entre as moléculas de outra substância.
Sentimos cheiro de perfume a alguma distância do frasco. Isso se deve ao fato de que as moléculas dos espíritos, como as moléculas do ar, se movem. Existem lacunas entre as moléculas. As moléculas de perfume penetram nas lacunas entre as moléculas de ar e as moléculas de ar nas lacunas entre as moléculas de perfume.
A difusão de líquidos pode ser observada se uma solução de sulfato de cobre for derramada em um béquer e a água for derramada no topo para que haja um limite nítido entre esses líquidos. Depois de dois ou três dias, você notará que a borda não será mais tão nítida; em uma semana ele será completamente lavado. Após um mês, o líquido ficará homogêneo e terá a mesma coloração em todo o recipiente (Fig. 66).
Neste experimento, as moléculas de sulfato de cobre penetram nas lacunas entre as moléculas de água e as moléculas de água - nas lacunas entre as moléculas de sulfato de cobre. Deve-se ter em mente que a densidade do sulfato de cobre é maior que a densidade da água.
Experimentos mostram que a difusão em gases ocorre mais rapidamente do que em líquidos. Isso se deve ao fato de os gases terem uma densidade menor que os líquidos, ou seja, moléculas de gás estão localizadas a grandes distâncias umas das outras. A difusão ocorre ainda mais lentamente nos sólidos, uma vez que as moléculas dos sólidos estão ainda mais próximas umas das outras do que as moléculas dos líquidos.
Na natureza, na tecnologia, na vida cotidiana, você pode encontrar muitos fenômenos nos quais a difusão se manifesta: coloração, colagem, etc. A difusão é de grande importância na vida humana. Em particular, devido à difusão, o oxigênio entra no corpo humano não apenas pelos pulmões, mas também pela pele. Pela mesma razão, os nutrientes passam dos intestinos para o sangue.
A taxa de difusão depende não apenas do estado de agregação da substância, mas também da temperatura.
Se você preparar dois recipientes com água e vitríolo azul para um experimento de difusão, e colocar um deles na geladeira e deixar o outro na sala, você descobrirá que a uma temperatura mais alta, a difusão ocorrerá mais rapidamente. Isso ocorre porque, à medida que a temperatura aumenta, as moléculas se movem mais rapidamente. Assim, a velocidade das moléculas
e a temperatura corporal estão relacionadas.
Quanto maior a velocidade média de movimento das moléculas do corpo, maior sua temperatura.
3. A física molecular, ao contrário da mecânica, estuda sistemas (corpos) constituídos por um grande número de partículas. Esses corpos podem estar em diferentes estados.
As grandezas que caracterizam o estado do sistema (corpo) são chamadas parâmetros de estado. Os parâmetros do estado incluem pressão, volume, temperatura.
Tal estado do sistema é possível, no qual os parâmetros que o caracterizam permanecem inalterados por um tempo arbitrariamente longo na ausência de influências externas. Este estado é chamado Equilíbrio térmico.
Portanto, o volume, a temperatura, a pressão de um líquido em um recipiente que está em equilíbrio térmico com o ar da sala não muda se não houver razões externas para isso.
4. O estado de equilíbrio térmico do sistema caracteriza um parâmetro como temperatura. Sua peculiaridade é que o valor da temperatura em todas as partes do sistema, que está em estado de equilíbrio térmico, é o mesmo. Se você colocar uma colher de prata (ou uma colher de qualquer outro metal) em um copo de água quente, a colher vai aquecer e a água esfriar. Isso acontecerá até que o equilíbrio térmico seja alcançado, no qual a colher e a água terão a mesma temperatura. De qualquer forma, se pegarmos dois corpos aquecidos de forma diferente e os colocarmos em contato, o corpo mais quente esfriará e o mais frio aquecerá. Depois de algum tempo, o sistema formado por esses dois corpos entrará em equilíbrio térmico e a temperatura desses corpos se tornará a mesma.
Assim, a temperatura da colher e da água se tornará a mesma quando entrarem em equilíbrio térmico.
A temperatura é uma grandeza física que caracteriza o estado térmico de um corpo.
Assim, a temperatura da água quente é maior que a fria; No inverno, a temperatura do ar exterior é mais baixa do que no verão.
A unidade de temperatura é grau Celsius (°C). A temperatura é medida termômetro.
O dispositivo de um termômetro e, consequentemente, o método de medição de temperatura é baseado na dependência das propriedades dos corpos da temperatura, em particular, a propriedade de um corpo de expandir quando aquecido. Diferentes corpos podem ser usados em termômetros: líquidos (álcool, mercúrio) e sólidos (metais) e gasosos. Eles são chamados corpos termométricos. Um corpo termométrico (líquido ou gasoso) é colocado em um tubo equipado com uma balança, é colocado em contato com o corpo cuja temperatura deve ser medida.
Ao construir a escala, são selecionados dois pontos principais (referência, referência), aos quais são atribuídos determinados valores de temperatura, e o intervalo entre eles é dividido em várias partes. O valor de cada parte corresponde à unidade de temperatura nesta escala.
5. Existem diferentes escalas de temperatura. Uma das escalas mais comuns na prática é a escala Celsius. Os pontos principais desta escala são a temperatura de fusão do gelo e o ponto de ebulição da água à pressão atmosférica normal (760 mm Hg). O primeiro ponto recebeu um valor de 0 °C e o segundo - 100 °C. A distância entre esses pontos foi dividida em 100 partes iguais e recebeu a escala Celsius. A unidade de temperatura nesta escala é 1°C. Além da escala Celsius, a escala de temperatura é amplamente utilizada, chamada absoluto escala de temperatura (termodinâmica), ou escala Kelvin. Para zero nesta escala, é tomada uma temperatura de -273 ° C (mais precisamente -273,15 ° C). Essa temperatura é chamada zero absoluto temperaturas e é denotado por 0 K. A unidade de temperatura é um kelvin (1 K); é igual a 1 grau Celsius. Assim, a temperatura de fusão do gelo na escala de temperatura absoluta é 273 K (273,15 K), e o ponto de ebulição da água é 373 K (373,15 K).
A temperatura na escala absoluta é indicada pela letra \(T\). A relação entre a temperatura absoluta \((T) \) e a temperatura Celsius \(((t)^\circ) \) é expressa pela fórmula:
\[ T=t^\circ+273\]
Parte 1
1. O movimento browniano das partículas de tinta na água é uma consequência da
1) atração entre átomos e moléculas
2) repulsão entre átomos e moléculas
3) movimento caótico e contínuo de moléculas
4) deslocamento das camadas de água devido à diferença de temperatura entre as camadas inferior e superior
2. Em qual das seguintes situações estamos falando de movimento browniano?
1) movimento aleatório de partículas de poeira no ar
2) a propagação de odores
3) movimento oscilatório de partículas nos nós da rede cristalina
4) movimento translacional de moléculas de gás
3. O que significam as palavras: "As moléculas se movem aleatoriamente"?
A. Não há direção preferencial de movimento das moléculas.
B. O movimento das moléculas não obedece a nenhuma lei.
Resposta correta
1) apenas A
2) apenas B
3) A e B
4) nem A nem B
4. A posição da teoria cinética molecular da estrutura da matéria de que as partículas da matéria participam em movimento caótico contínuo refere-se a
1) apenas para gases
2) apenas líquidos
3) apenas para gases e líquidos
4) para gases, líquidos e sólidos
5. Qual(is) posição(ões) da teoria cinética-molecular da estrutura da matéria confirma o fenômeno da difusão?
A. As moléculas estão em movimento caótico contínuo
B. Existem lacunas entre as moléculas
Resposta correta
1) apenas A
2) apenas B
3) A e B
4) nem A nem B
6. Na mesma temperatura, a difusão em líquidos ocorre
1) mais rápido do que em sólidos
2) mais rápido do que em gases
3) mais lento do que em sólidos
4) na mesma velocidade que nos gases
7. Indique um par de substâncias, cuja taxa de difusão é a menor, todas as outras coisas sendo iguais
1) uma solução de sulfato de cobre e água
2) vapor de éter e ar
3) placas de ferro e alumínio
4) água e álcool
8. A água ferve e se transforma em vapor a 100°C. A velocidade média de movimento das moléculas de vapor
1) é igual à velocidade média de movimento das moléculas de água
2) mais do que a velocidade média de movimento das moléculas de água
3) menor que a velocidade média de movimento das moléculas de água
4) depende da pressão atmosférica
9. Movimento térmico das moléculas
1) pára em 0 °С
2) pára em 100 ° C
3) continuamente
4) tem uma certa direção
10. A água é aquecida da temperatura ambiente até 80°C. O que acontece com a velocidade média das moléculas de água?
1) diminui
2) aumenta
3) não muda
4) primeiro aumenta e, a partir de um determinado valor de temperatura, permanece inalterado
11. Um copo de água está sobre a mesa em uma sala quente, o outro está na geladeira. A velocidade média de movimento das moléculas de água em um copo em uma geladeira
1) é igual à velocidade média de movimento das moléculas de água em um copo sobre uma mesa
2) mais do que a velocidade média de movimento das moléculas de água em um copo sobre uma mesa
3) menor que a velocidade média de movimento das moléculas de água em um copo sobre uma mesa
4) igual a zero
12. Da lista de afirmações abaixo, escolha as duas corretas e escreva seus números na tabela
1) o movimento térmico das moléculas ocorre apenas a uma temperatura superior a 0 ° C
2) a difusão em sólidos é impossível
3) forças atrativas e repulsivas atuam simultaneamente entre as moléculas
4) uma molécula é a menor partícula de uma substância
5) a taxa de difusão aumenta com o aumento da temperatura
13. Um cotonete embebido em perfume foi levado ao escritório de física, e um recipiente no qual foi despejada uma solução de sulfato de cobre (uma solução azul) e água cuidadosamente derramada por cima (Fig. 1). Percebeu-se que o cheiro de perfume se espalhava por todo o volume de todo o gabinete em poucos minutos, enquanto a fronteira entre os dois líquidos no vaso desaparecia somente após duas semanas (Fig. 2).
Escolha da lista proposta duas afirmações que correspondam aos resultados das observações experimentais. Liste seus números.
1) O processo de difusão pode ser observado em gases e líquidos.
2) A taxa de difusão depende da temperatura da substância.
3) A taxa de difusão depende do estado agregado da substância.
4) A taxa de difusão depende do tipo de líquidos.
5) Em sólidos, a taxa de difusão é a mais baixa.
Respostas
Para trás para a frente
Atenção! A visualização do slide é apenas para fins informativos e pode não representar toda a extensão da apresentação. Se você estiver interessado neste trabalho, faça o download da versão completa.
Metas.
- Educacional.
- Dê o conceito de temperatura como medida da energia cinética média; considere a história da criação de termômetros, compare várias escalas de temperatura; formar a capacidade de aplicar os conhecimentos adquiridos na resolução de problemas e na realização de tarefas práticas, alargar os horizontes dos alunos na área dos fenómenos térmicos.
- Educacional.
- Desenvolver a capacidade de ouvir o interlocutor, de expressar o seu próprio ponto de vista
- Em desenvolvimento.
- O desenvolvimento da atenção voluntária dos alunos, pensamento (a capacidade de analisar, comparar, construir analogias, tirar conclusões.), Interesse cognitivo (baseado em um experimento físico);
- formação de conceitos de visão de mundo sobre a cognoscibilidade do mundo.
DURANTE AS AULAS
Olá, sente-se.
Ao estudar mecânica, estávamos interessados no movimento dos corpos. Agora vamos considerar os fenômenos associados a uma mudança nas propriedades dos corpos em repouso. Estudaremos o aquecimento e resfriamento do ar, o derretimento do gelo, o derretimento dos metais, a fervura da água, etc. Tais fenômenos são chamados fenômenos térmicos.
Sabemos que quando a água fria é aquecida, ela primeiro se torna quente e depois quente. A parte metálica retirada da chama esfria gradualmente. O ar ao redor dos aquecedores de água quente fica quente, etc.
As palavras "frio", "quente", "quente" denotam o estado térmico dos corpos. A grandeza que caracteriza o estado térmico dos corpos é temperatura.
Todo mundo sabe que a temperatura da água quente é maior do que a temperatura da água fria. No inverno, a temperatura do ar exterior é mais baixa do que no verão.
Todas as moléculas de qualquer substância estão em movimento contínuo e aleatório (caoticamente).
O movimento aleatório aleatório das moléculas é chamado de movimento térmico.
Qual é a diferença entre movimento térmico e movimento mecânico?
Envolve muitas partículas com diferentes trajetórias. O movimento não para. (Exemplo: movimento browniano)
Demonstração do modelo de movimento browniano
De que depende o movimento térmico?
- Experimento número 1: Vamos colocar um pedaço de açúcar na água fria e o outro na quente. Qual se dissolverá mais rápido?
- Experiência número 2: Vamos colocar 2 pedaços de açúcar (um maior que o outro) em água fria. Qual se dissolverá mais rápido?
A questão de qual é a temperatura acabou sendo muito difícil. Qual é a diferença entre água quente e água fria? Durante muito tempo não houve uma resposta clara a esta pergunta. Hoje sabemos que a qualquer temperatura, a água é composta pelas mesmas moléculas. Então, o que exatamente muda na água à medida que sua temperatura aumenta? Vimos por experiência que o açúcar se dissolve muito mais rápido em água quente. A dissolução ocorre devido à difusão. Nesse caminho, a difusão em temperaturas mais altas é mais rápida do que em temperaturas mais baixas.
Mas a causa da difusão é o movimento das moléculas. Isso significa que existe uma relação entre a velocidade de movimento das moléculas e a temperatura de um corpo: Em um corpo com uma temperatura mais alta, as moléculas se movem mais rápido.
Mas a temperatura não depende apenas da velocidade média das moléculas. Assim, por exemplo, o oxigênio, cuja velocidade média das moléculas é de 440 m/s, tem uma temperatura de 20°C, e o nitrogênio, com a mesma velocidade média das moléculas, tem uma temperatura de 16°C. A temperatura mais baixa do nitrogênio é devido ao fato de que as moléculas de nitrogênio são mais leves que as moléculas de oxigênio. Assim, a temperatura de uma substância é determinada não apenas pela velocidade média de suas moléculas, mas também por sua massa. Vemos o mesmo no experimento nº 2.
Conhecemos quantidades que dependem tanto da velocidade quanto da massa da partícula. São eles o momento e a energia cinética. Os cientistas estabeleceram que é a energia cinética das moléculas que determina a temperatura do corpo: a temperatura é uma medida da energia cinética média das partículas de um corpo; quanto maior esta energia, maior a temperatura do corpo.
Assim, quando os corpos são aquecidos, a energia cinética média das moléculas aumenta e elas começam a se mover mais rápido; quando resfriadas, a energia das moléculas diminui e elas começam a se mover mais lentamente.
A temperatura é um valor que caracteriza o estado térmico do corpo. Uma medida do "calor" de um corpo. Quanto maior a temperatura de um corpo, mais energia seus átomos e moléculas têm em média.
Pode-se confiar apenas nas próprias sensações para julgar o grau de calor do corpo?
- Experiência número 1: Toque um objeto de madeira com uma mão e um objeto de metal com a outra.
Comparar sensações
Embora ambos os objetos estejam na mesma temperatura, uma mão sentirá frio e a outra quente
- Experiência número 2: pegue três vasos com água quente, morna e fria. Mergulhe uma mão em um recipiente com água fria e a outra em um recipiente com água quente. Depois de um tempo, ambas as mãos são abaixadas em um recipiente com água morna.
Comparar sensações
A mão que estava na água quente agora está fria, e a mão que estava na água fria agora está quente, mesmo que ambas as mãos estejam no mesmo recipiente
Provamos que nossos sentimentos são subjetivos. São necessários instrumentos para confirmá-los.
Os instrumentos usados para medir a temperatura são chamados de termômetros. A operação de tal termômetro é baseada na expansão térmica de uma substância. Quando aquecida, a coluna da substância usada no termômetro (por exemplo, mercúrio ou álcool) aumenta e, quando resfriada, diminui. O primeiro termômetro líquido foi inventado em 1631 pelo físico francês J. Rey.
A temperatura do corpo mudará até que ele entre em equilíbrio térmico com o ambiente.
A lei do equilíbrio térmico: para qualquer grupo de corpos isolados, depois de algum tempo, as temperaturas se tornam as mesmas, ou seja, ocorre um estado de equilíbrio térmico.
Deve-se lembrar que qualquer termômetro sempre mostra sua própria temperatura. Para determinar a temperatura do ambiente, o termômetro deve ser colocado neste ambiente e esperar até que a temperatura do aparelho pare de mudar, tomando um valor igual à temperatura ambiente. Quando a temperatura do meio muda, a temperatura do termômetro também muda.
Um termômetro médico, projetado para medir a temperatura do corpo de uma pessoa, funciona de maneira um pouco diferente. Pertence ao chamado termômetros máximos, fixando a temperatura mais alta a que foram aquecidos. Tendo medido sua própria temperatura, você pode notar que, estando em um ambiente mais frio (comparado ao corpo humano), o termômetro médico continua apresentando o mesmo valor. Para retornar a coluna de mercúrio ao seu estado original, este termômetro deve ser agitado.
Com um termômetro de laboratório usado para medir a temperatura do meio, isso não é necessário.
Termômetros usados na vida cotidiana permitem expressar a temperatura de uma substância em graus Celsius (°C).
A. Celsius (1701-1744) - cientista sueco que propôs o uso de uma escala de temperatura centígrada. Na escala de temperatura Celsius, zero (a partir de meados do século 18) é a temperatura de derretimento do gelo, e 100 graus é o ponto de ebulição da água à pressão atmosférica normal.
Ouviremos a mensagem sobre a história do desenvolvimento de termômetros (Apresentação de Sidorova E.)
Os termômetros líquidos são baseados no princípio de alterar o volume de líquido que é despejado no termômetro (geralmente álcool ou mercúrio) à medida que a temperatura ambiente muda. Desvantagem: líquidos diferentes se expandem de maneira diferente, então as leituras dos termômetros diferem: Mercúrio -50 0 С; glicerina -47,6 0 С
Tentamos fazer um termômetro líquido em casa. Vamos ver o que deu. (Vídeo de Brykina V. Apêndice 1)
Aprendemos que existem diferentes escalas de temperatura. Além da escala Celsius, a escala Kelvin é amplamente utilizada. O conceito de temperatura absoluta foi introduzido por W. Thomson (Kelvin). A escala de temperatura absoluta é chamada de escala Kelvin ou escala de temperatura termodinâmica.
A unidade de temperatura absoluta é o kelvin (K).
Zero absoluto - a temperatura mais baixa possível na qual nada pode ser mais frio e é teoricamente impossível extrair energia térmica de uma substância, a temperatura na qual o movimento térmico das moléculas para
O zero absoluto é definido como 0 K, que é aproximadamente 273,15 °C
Um Kelvin é igual a um grau T=t+273
Dúvidas do exame
Qual das seguintes opções para medir a temperatura da água quente com um termômetro fornece um resultado mais correto?
1) O termômetro é mergulhado na água e, após retirá-lo da água após alguns minutos, as leituras são feitas.
2) Mergulhe o termômetro na água e espere até que a temperatura pare de mudar. Depois disso, sem retirar o termômetro da água, faça suas leituras.
3) O termômetro é abaixado na água e, sem retirá-lo da água, faça imediatamente as leituras
4) O termômetro é abaixado na água, então rapidamente removido da água e as leituras são feitas
A figura mostra parte da escala de um termômetro pendurado do lado de fora da janela. A temperatura do ar exterior é
- 18 0C
- 14 0 С
- 21 0 С
- 22 0 С
Resolva os problemas nº 915, 916 (“Coleção de problemas em física 7-9” de V.I. Lukashik, E.V. Ivanova)
- Dever de casa: Parágrafo 28
- No. 128 D “Coleção de problemas em física 7-9” V.I. Lukashik, E.V. Ivanova
Apoio metodológico
- “Física 8” S.V. Gromov, N. A. pátria
- “Coleção de problemas em física 7-9” V.I.Lukashik, E.V. Ivanova
- Desenhos que estão no domínio público da Internet
Fundamentos da teoria cinética molecular da estrutura da matéria
Os fundamentos da teoria da cinética molecular foram desenvolvidos por M.V. Lomonosov, L. Boltzmann, J. Maxwell e outros. Esta teoria é baseada nas seguintes disposições:
1. Todas as substâncias consistem nas menores partículas - moléculas. Moléculas em substâncias complexas consistem em partículas ainda menores - átomos. Diferentes combinações de átomos criam tipos de moléculas. Um átomo consiste em um núcleo carregado positivamente cercado por uma camada de elétrons carregada negativamente. A massa de moléculas e átomos é medida em unidades de massa atômica (uma). O diâmetro dos átomos e moléculas é da ordem de 10 a 10 cm. A quantidade de uma substância que contém o número de partículas (átomos ou moléculas) igual ao número de átomos em 0,012 kg de isótopo de carbono C é chamada nós rezamos.
As moléculas colidem umas com as outras, mudando a velocidade tanto em magnitude quanto em direção. Nesse caso, sua energia cinética total é redistribuída. Um corpo constituído de moléculas é considerado como um sistema de partículas em movimento e interação. Tal sistema de moléculas tem uma energia que consiste na energia potencial da interação das partículas e na energia cinética do movimento das partículas. Essa energia é chamada energia interna do corpo. A quantidade de energia interna transferida entre os corpos durante a troca de calor é chamada de a quantidade de calor (joule, cal). Joule - SI. 1 cal = 4,18 J. Átomos e moléculas estão em movimento contínuo, que é chamado de térmico. A principal propriedade do movimento térmico é a sua continuidade (caoticidade). Para caracterizar quantitativamente a intensidade do movimento térmico, é introduzido o conceito de temperatura corporal. Quanto mais intenso o movimento térmico das moléculas no corpo, maior a sua temperatura. Quando dois corpos entram em contato, a energia passa de um corpo mais aquecido para um menos aquecido, e no final se estabelece estado de equilíbrio térmico.
Do ponto de vista dos conceitos de cinética molecular temperaturaé uma quantidade que caracteriza a energia cinética média do movimento de translação de moléculas ou átomos. A unidade de medida da temperatura de calor é grau.(Um centésimo da diferença entre os pontos de ebulição e congelamento da água pura à pressão atmosférica). A escala de temperatura absoluta Kelvin foi introduzida na física. Um grau Celsius é igual a um grau Kelvin. A uma temperatura de -273 C, o movimento de translação das moléculas de gás (zero absoluto) deve parar, ou seja, o sistema (corpo) tem a menor energia possível.
As principais disposições da teoria cinética molecular da estrutura da matéria são confirmadas por numerosos experimentos e fenômenos (difusão, movimento browniano, mistura de líquidos, compressibilidade de várias substâncias, dissolução de sólidos em líquidos, etc.). Métodos experimentais modernos - análise de difração de raios X, observações com microscópio eletrônico e outros - enriqueceram nossa compreensão da estrutura da matéria. Em um gás, existem distâncias relativamente grandes entre as moléculas e as forças de atração são desprezíveis. As moléculas de gás tendem a ser sempre distribuídas uniformemente por todo o volume que ocupam. O gás exerce pressão nas paredes do recipiente em que está localizado. Esta pressão é devido aos impactos das moléculas em movimento. Ao estudar a teoria cinética do gás, considera-se o chamado gás ideal. Um gás no qual desprezamos as forças de interação intermolecular e o volume das moléculas do gás. Assumindo que durante as colisões as moléculas de um gás ideal são como bolas absolutamente elásticas.
