În lumea din jurul nostru, există diferite tipuri de fenomene fizice care sunt direct legate de modificarea temperaturii corpului. Încă din copilărie, știm că apa rece, atunci când este încălzită, devine mai întâi caldă și abia după un anumit timp fierbinte.
Cu cuvinte precum „rece”, „cald”, „cald”, definim diferite grade de „încălzire” a corpurilor sau, vorbind în limbajul fizicii, diferite temperaturi ale corpului. Temperatura apei calde este puțin mai mare decât temperatura apei rece. Dacă comparăm temperatura aerului de vară cu cea de iarnă, diferența de temperatură este evidentă.
Temperatura corpului se măsoară cu un termometru și se exprimă în grade Celsius (°C).
După cum se știe, difuzia la o temperatură mai mare este mai rapidă. De aici rezultă că viteza de mișcare a moleculelor și temperatura sunt profund interconectate. Dacă creșteți temperatura, atunci viteza de mișcare a moleculelor va crește, dacă o reduceți, va scădea.
Astfel, conchidem: temperatura corpului este direct legată de viteza de mișcare a moleculelor.
Apa caldă este formată din exact aceleași molecule ca apa rece. Diferența dintre ele este doar în viteza de mișcare a moleculelor.
Fenomenele care au legătură cu încălzirea sau răcirea corpurilor, o schimbare a temperaturii, se numesc termice. Acestea includ încălzirea sau răcirea aerului, topirea metalului, topirea zăpezii.
Moleculele sau atomii, care stau la baza tuturor corpurilor, se află într-o mișcare haotică nesfârșită. Numărul de astfel de molecule și atomi din corpurile din jurul nostru este enorm. Un volum egal cu 1 cm³ de apă conține aproximativ 3,34 x 10²² molecule. Orice moleculă are o traiectorie de mișcare foarte complexă. De exemplu, particulele de gaz care se deplasează cu viteze mari în direcții diferite se pot ciocni atât între ele, cât și cu pereții vasului. Astfel, își schimbă viteza și continuă să se miște din nou.
Figura #1 arată mișcarea aleatorie a particulelor de vopsea dizolvate în apă.
Astfel, mai tragem o concluzie: mișcarea haotică a particulelor care alcătuiesc corpurile se numește mișcare termică.
Aleatorie este cea mai importantă caracteristică a mișcării termice. Una dintre cele mai importante dovezi pentru mișcarea moleculelor este difuzia si miscarea browniana.(Mișcarea browniană este mișcarea celor mai mici particule solide dintr-un lichid sub influența impactului molecular. După cum arată observația, mișcarea browniană nu se poate opri).
În lichide, moleculele se pot oscila, se pot roti și se pot mișca în raport cu alte molecule. Dacă luăm solide, atunci în ele moleculele și atomii vibrează în jurul unor poziții medii.
Absolut toate moleculele corpului participă la mișcarea termică a moleculelor și atomilor, motiv pentru care, odată cu schimbarea mișcării termice, se schimbă și starea corpului însuși, diferitele sale proprietăți. Astfel, dacă creșteți temperatura gheții, aceasta începe să se topească, în timp ce ia o formă complet diferită - gheața devine un lichid. Dacă, dimpotrivă, temperatura mercurului scade, de exemplu, atunci acesta își va schimba proprietățile și se va transforma dintr-un lichid într-un solid.
T 
temperatura corpului depinde direct de energia cinetică medie a moleculelor. Tragem o concluzie evidentă: cu cât temperatura corpului este mai mare, cu atât energia cinetică medie a moleculelor sale este mai mare. În schimb, pe măsură ce temperatura corpului scade, energia cinetică medie a moleculelor sale scade.
Dacă aveți întrebări sau doriți să aflați mai multe despre mișcarea termică și temperatură, înregistrați-vă pe site-ul nostru și obțineți ajutorul unui tutore.
Aveti vreo intrebare? Nu știi cum să-ți faci temele?
Pentru a primi ajutor de la un tutor -.
Prima lecție este gratuită!
blog.site, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesar un link către sursă.
Pentru a studia subiectul „Mișcarea termică” trebuie să repetăm:
În lumea din jurul nostru, apar diverse tipuri de fenomene fizice, care sunt direct legate de schimbările de temperatură a corpului.
Încă din copilărie, ne amintim că apa din lac este la început rece, apoi abia caldă și abia după un timp devine potrivită pentru înot.
Cu cuvinte precum „rece”, „fierbinte”, „ușor cald”, definim diferite grade de „încălzire” a corpurilor sau, în limbajul fizicii, diferite temperaturi ale corpului.
Dacă comparăm temperatura din lac vara și toamna târzie, diferența este evidentă. Temperatura apei calde este puțin mai mare decât temperatura apei cu gheață.
După cum se știe, difuzia la o temperatură mai mare este mai rapidă. De aici rezultă că viteza de mișcare a moleculelor și temperatura sunt profund interconectate.
Experiment: Luați trei pahare și umpleți-le cu apă rece, caldă și fierbinte, iar acum puneți o pliculețe de ceai în fiecare pahar și observați cum se schimbă culoarea apei? Unde va avea loc această schimbare cel mai intens?
Dacă creșteți temperatura, atunci viteza de mișcare a moleculelor va crește, dacă o reduceți, va scădea. Astfel, conchidem: temperatura corpului este direct legată de viteza de mișcare a moleculelor.
Apa caldă este formată din exact aceleași molecule ca apa rece. Diferența dintre ele este doar în viteza de mișcare a moleculelor.
Fenomenele care au legătură cu încălzirea sau răcirea corpurilor, o schimbare a temperaturii, se numesc termice. Acestea includ încălzirea sau răcirea nu numai a corpurilor lichide, ci și a aerului gazos și solid.
Alte exemple de fenomene termice: topirea metalelor, topirea zăpezii.
Moleculele sau atomii, care stau la baza tuturor corpurilor, se află într-o mișcare haotică nesfârșită. Mișcarea moleculelor în diferite corpuri are loc în moduri diferite. Moleculele de gaze se deplasează aleatoriu la viteze mari de-a lungul unei traiectorii foarte complexe.Ciocnindu-se, acestea sară unele de altele, schimbând amploarea și direcția vitezelor.
Moleculele lichide oscilează în jurul pozițiilor de echilibru (pentru că sunt situate aproape una de cealaltă) și, relativ rar, sar dintr-o poziție de echilibru în alta. Mișcarea moleculelor în lichide este mai puțin liberă decât în gaze, dar mai liberă decât în solide.
În solide, moleculele și atomii oscilează în jurul anumitor poziții medii.
Pe măsură ce temperatura crește, viteza particulelor crește, de aceea mișcarea haotică a particulelor este de obicei numită termică.
Interesant:
Care este înălțimea exactă a Turnului Eiffel? Și depinde de temperatura mediului ambiant!
Faptul este că înălțimea turnului fluctuează cu până la 12 centimetri.
iar temperatura grinzilor poate ajunge până la 40 de grade Celsius.
Și după cum știți, substanțele se pot extinde sub influența temperaturii ridicate.
Aleatorie este cea mai importantă caracteristică a mișcării termice. Una dintre cele mai importante dovezi pentru mișcarea moleculelor este difuzia și mișcarea browniană. (Mișcarea browniană este mișcarea celor mai mici particule solide dintr-un lichid sub influența impactului molecular. După cum arată observația, mișcarea browniană nu se poate opri). Mișcarea browniană a fost descoperită de botanistul englez Robert Brown (1773-1858).
Absolut toate moleculele corpului participă la mișcarea termică a moleculelor și atomilor, motiv pentru care, odată cu schimbarea mișcării termice, se schimbă și starea corpului însuși, diferitele sale proprietăți.
Luați în considerare modul în care proprietățile apei se schimbă cu temperatura.
Temperatura corpului depinde direct de energia cinetică medie a moleculelor. Tragem o concluzie evidentă: cu cât temperatura corpului este mai mare, cu atât energia cinetică medie a moleculelor sale este mai mare. În schimb, pe măsură ce temperatura corpului scade, energia cinetică medie a moleculelor sale scade.
Temperatura - o valoare care caracterizează starea termică a corpului sau altfel o măsură a „încălzirii” corpului.
Cu cât temperatura unui corp este mai mare, cu atât atomii și moleculele sale au în medie mai multă energie.
Se măsoară temperatura termometre, adică instrumente de măsurare a temperaturii
Temperatura nu se măsoară direct! Valoarea măsurată depinde de temperatură!
În prezent, există termometre lichide și electrice.
În termometrele moderne pentru lichide, acesta este volumul de alcool sau mercur. Termometrul își măsoară propria temperatură! Și, dacă vrem să măsurăm temperatura altui corp cu un termometru, trebuie să așteptăm ceva timp până când temperaturile corpului și ale termometrului sunt egale, adică. echilibrul termic va veni între termometru și corp. Un termometru de acasă „termometru” are nevoie de timp pentru a oferi o valoare exactă a temperaturii pacientului.
Aceasta este legea echilibrului termic:
pentru orice grup de corpuri izolate, după un timp, temperaturile devin aceleași,
acestea. apare o stare de echilibru termic.
Temperatura corpului se măsoară cu un termometru și se exprimă cel mai adesea în termeni de grade Celsius(°C). Există și alte unități de măsură: Fahrenheit, Kelvin și Réaumur.
Majoritatea fizicienilor măsoară temperatura pe scara Kelvin. 0 grade Celsius = 273 grade Kelvin
1. În 1827, botanistul englez R. Brown, studiind particulele de polen suspendate în apă cu un microscop, a observat că aceste particule se mișcă aleatoriu; par să tremure în apă.
Motivul mișcării particulelor de polen nu a putut fi explicat mult timp. Brown însuși a sugerat la început că se mută pentru că sunt în viață. Ei au încercat să explice mișcarea particulelor prin încălzirea inegală a diferitelor părți ale vasului, reacții chimice care au loc etc. Abia mult mai târziu au înțeles adevărata cauză a mișcării particulelor suspendate în apă. Acest motiv este mișcarea moleculelor.
Moleculele de apă în care se află particulele de polen se mișcă și o lovesc. În acest caz, un număr inegal de molecule lovește particula din diferite părți, ceea ce duce la mișcarea acesteia.
Fie că în momentul de timp \ (t_1 \) sub influența impactului moleculelor de apă, particula s-a deplasat din punctul A în punctul B. La următorul punct în timp, un număr mai mare de molecule lovesc particula din celălalt partea, iar direcția mișcării sale se schimbă, se mișcă de la t. În t. C. Astfel, mișcarea unei particule de polen este o consecință a mișcării și impactului moleculelor de apă asupra acesteia, în care se află polenul ( Fig. 65). Un fenomen similar poate fi observat dacă particulele de vopsea sau funingine sunt introduse în apă.
Figura 65 prezintă traiectoria unei particule de polen. Se poate observa că este imposibil să vorbim despre o anumită direcție a mișcării sale; se schimba tot timpul.
Deoarece mișcarea unei particule este o consecință a mișcării moleculelor, putem concluziona că moleculele se mișcă aleatoriu (haotic). Cu alte cuvinte, este imposibil să evidențiem o anumită direcție în care se mișcă toate moleculele.
Mișcarea moleculelor nu se oprește niciodată. Se poate spune că acesta continuu. Se numește mișcarea aleatorie continuă a atomilor și moleculelor mișcarea termică. Acest nume este determinat de faptul că viteza de mișcare a moleculelor depinde de temperatura corpului.
Deoarece corpurile constau dintr-un număr mare de molecule și mișcarea moleculelor este aleatorie, este imposibil să spunem cu exactitate câte impacturi vor experimenta această sau acea moleculă de la alții. Prin urmare, ei spun că poziția moleculei, viteza acesteia în fiecare moment de timp Aleatoriu. Totuși, acest lucru nu înseamnă că mișcarea moleculelor nu respectă anumite legi. În special, deși vitezele moleculelor la un moment dat în timp sunt diferite, cele mai multe dintre ele au viteze apropiate de o anumită valoare definită. De obicei, când se vorbește despre viteza de mișcare a moleculelor, ele înseamnă viteza medie\((v_(cp)) \) .
2. Din punctul de vedere al mișcării moleculelor, se poate explica un astfel de fenomen ca difuziunea.
Difuzia este fenomenul de pătrundere a moleculelor unei substanțe în golurile dintre moleculele unei alte substanțe.
Mirosim parfum la o oarecare distanta de sticla. Acest lucru se datorează faptului că moleculele spiritelor, ca și moleculele aerului, se mișcă. Există goluri între molecule. Moleculele de parfum pătrund în golurile dintre moleculele de aer, iar moleculele de aer în golurile dintre moleculele de parfum.
Difuzia lichidelor poate fi observată dacă o soluție de sulfat de cupru este turnată într-un pahar, iar deasupra se toarnă apă, astfel încât să existe o limită ascuțită între aceste lichide. După două-trei zile, vei observa că granița nu va mai fi atât de ascuțită; într-o săptămână va fi complet spălat. După o lună, lichidul va deveni omogen și va fi colorat la fel în tot vasul (Fig. 66).
În acest experiment, moleculele de sulfat de cupru pătrund în golurile dintre moleculele de apă, iar moleculele de apă - în golurile dintre moleculele de sulfat de cupru. Trebuie avut în vedere faptul că densitatea sulfatului de cupru este mai mare decât densitatea apei.
Experimentele arată că difuzia în gaze are loc mai rapid decât în lichide. Acest lucru se datorează faptului că gazele au o densitate mai mică decât lichidele, adică. moleculele de gaz sunt situate la distanțe mari unele de altele. Difuzia are loc și mai lent în solide, deoarece moleculele solidelor sunt chiar mai apropiate unele de altele decât moleculele lichidelor.
În natură, tehnologie, viața de zi cu zi, puteți găsi numeroase fenomene în care se manifestă difuzia: colorare, lipire etc. Difuzia are o mare importanță în viața omului. În special, datorită difuziei, oxigenul intră în corpul uman nu numai prin plămâni, ci și prin piele. Din același motiv, nutrienții trec din intestine în sânge.
Viteza de difuzie depinde nu numai de starea de agregare a substanței, ci și de temperatură.
Dacă pregătiți două vase cu apă și vitriol albastru pentru un experiment de difuzie și puneți unul dintre ele la frigider și lăsați celălalt în cameră, veți constata că la o temperatură mai mare, difuzia se va produce mai repede. Acest lucru se datorează faptului că pe măsură ce temperatura crește, moleculele se mișcă mai repede. Astfel, viteza moleculelor
și temperatura corpului sunt legate.
Cu cât viteza medie de mișcare a moleculelor corpului este mai mare, cu atât temperatura acestuia este mai mare.
3. Fizica moleculară, spre deosebire de mecanică, studiază sistemele (corpurile) formate dintr-un număr mare de particule. Aceste corpuri pot fi diferite state.
Se numesc mărimile care caracterizează starea sistemului (corpului). parametrii de stare. Parametrii stării includ presiunea, volumul, temperatura.
Este posibilă o astfel de stare a sistemului, în care parametrii care îl caracterizează rămân neschimbați pentru un timp arbitrar îndelungat în absența influențelor externe. Această stare se numește echilibru termic.
Deci, volumul, temperatura, presiunea unui lichid dintr-un vas care se află în echilibru termic cu aerul din cameră nu se modifică dacă nu există motive externe pentru aceasta.
4. Starea de echilibru termic a sistemului caracterizează un astfel de parametru ca temperatura. Particularitatea sa este că valoarea temperaturii în toate părțile sistemului, care se află într-o stare de echilibru termic, este aceeași. Daca cobori o lingura de argint (sau o lingura din orice alt metal) intr-un pahar cu apa fierbinte, lingura se va incalzi si apa se va raci. Acest lucru se va întâmpla până când se ajunge la echilibrul termic, la care lingura și apa vor avea aceeași temperatură. În orice caz, dacă luăm două corpuri încălzite diferit și le aducem în contact, atunci corpul mai fierbinte se va răci, iar cel mai rece se va încălzi. După ceva timp, sistemul format din aceste două corpuri va intra în echilibru termic, iar temperatura acestor corpuri va deveni aceeași.
Deci, temperatura lingurii și a apei vor deveni aceeași atunci când vor intra în echilibru termic.
Temperatura este o mărime fizică care caracterizează starea termică a unui corp.
Deci, temperatura apei calde este mai mare decât cea rece; Iarna, temperatura aerului de afară este mai scăzută decât vara.
Unitatea de temperatură este grade Celsius (°C). Se măsoară temperatura termometru.
Dispozitivul unui termometru și, în consecință, metoda de măsurare a temperaturii se bazează pe dependența proprietăților corpurilor de temperatură, în special pe proprietatea corpului de a se extinde atunci când este încălzit. În termometre pot fi folosite diferite corpuri: atât lichide (alcool, mercur), cât și solide (metale) și gazoase. Ei sunt numiti, cunoscuti corpuri termometrice. Un corp termometric (lichid sau gaz) se pune intr-un tub dotat cu cantar, se pune in contact cu corpul a carui temperatura urmeaza a fi masurata.
La construirea scalei, sunt selectate două puncte principale (referință, referință), cărora li se atribuie anumite valori de temperatură, iar intervalul dintre ele este împărțit în mai multe părți. Valoarea fiecărei părți corespunde unității de temperatură de pe această scară.
5. Există diferite scări de temperatură. Una dintre cele mai comune scale în practică este scara Celsius. Principalele puncte ale acestei scale sunt temperatura de topire a gheții și punctul de fierbere al apei la presiunea atmosferică normală (760 mm Hg). Primului punct i s-a atribuit o valoare de 0 °C, iar al doilea - 100 °C. Distanța dintre aceste puncte a fost împărțită în 100 de părți egale și a primit scala Celsius. Unitatea de temperatură pe această scară este de 1°C. Pe lângă scara Celsius, scara de temperatură este utilizată pe scară largă, numită absolut scala de temperatură (termodinamică) sau scala Kelvin. Pentru zero pe această scară, se ia o temperatură de -273 ° C (mai precis -273,15 ° C). Această temperatură se numește zero absolut temperaturile și se notează cu 0 K. Unitatea de măsură a temperaturii este un kelvin (1 K); este egal cu 1 grad Celsius. În consecință, temperatura de topire a gheții pe scara de temperatură absolută este de 273 K (273,15 K), iar punctul de fierbere al apei este de 373 K (373,15 K).
Temperatura pe scara absolută este notată cu litera \(T\). Relația dintre temperatura absolută \((T) \) și temperatura Celsius \(((t)^\circ) \) se exprimă prin formula:
\[ T=t^\circ+273 \]
Partea 1
1. Mișcarea browniană a particulelor de vopsea în apă este o consecință a
1) atracția dintre atomi și molecule
2) respingerea dintre atomi și molecule
3) mișcarea haotică și continuă a moleculelor
4) deplasarea straturilor de apă din cauza diferenței de temperatură dintre straturile inferior și superior
2. În care dintre următoarele situații vorbim despre mișcarea browniană?
1) mișcarea aleatorie a particulelor de praf în aer
2) răspândirea mirosurilor
3) mișcarea oscilatorie a particulelor în nodurile rețelei cristaline
4) mișcarea de translație a moleculelor de gaz
3. Ce înseamnă cuvintele: „Moleculele se mișcă aleatoriu”?
A. Nu există o direcție preferată de mișcare a moleculelor.
B. Mișcarea moleculelor nu respectă nicio lege.
Răspuns corect
1) doar A
2) doar B
3) atât A cât și B
4) nici A, nici B
4. Poziția teoriei molecular-cinetice a structurii materiei la care particulele de materie participă la mișcarea haotică continuă se referă la
1) numai pentru gaze
2) numai lichide
3) numai pentru gaze și lichide
4) la gaze, lichide și solide
5. Care (e) poziție (e) teorie molecular-cinetică a structurii materiei confirmă fenomenul de difuzie?
A. Moleculele sunt în mișcare haotică continuă
B. Există goluri între molecule
Răspuns corect
1) doar A
2) doar B
3) atât A cât și B
4) nici A, nici B
6. La aceeași temperatură are loc difuzia în lichide
1) mai rapid decât în solide
2) mai rapid decât în gaze
3) mai lent decât în solide
4) cu aceeași viteză ca la gaze
7. Indicați o pereche de substanțe, a căror viteză de difuzie este cea mai mică, toate celelalte lucruri fiind egale
1) o soluție de sulfat de cupru și apă
2) vapori de eter și aer
3) plăci de fier și aluminiu
4) apă și alcool
8. Apa fierbe și se transformă în abur la 100°C. Viteza medie de mișcare a moleculelor de vapori
1) este egală cu viteza medie de mișcare a moleculelor de apă
2) mai mare decât viteza medie de mișcare a moleculelor de apă
3) mai mică decât viteza medie de mișcare a moleculelor de apă
4) depinde de presiunea atmosferică
9. Mișcarea termică a moleculelor
1) se oprește la 0 °C
2) se oprește la 100 °C
3) continuu
4) are o anumită direcție
10. Apa se încălzește de la temperatura camerei la 80°C. Ce se întâmplă cu viteza medie a moleculelor de apă?
1) scade
2) crește
3) nu se schimbă
4) mai întâi crește, iar pornind de la o anumită valoare a temperaturii, rămâne neschimbată
11. Un pahar cu apă este pe masă într-o cameră caldă, celălalt este în frigider. Viteza medie a moleculelor de apă dintr-un pahar într-un frigider
1) este egală cu viteza medie de mișcare a moleculelor de apă într-un pahar stând pe o masă
2) mai mult decât viteza medie de mișcare a moleculelor de apă într-un pahar stând pe o masă
3) mai mică decât viteza medie de mișcare a moleculelor de apă într-un pahar stând pe o masă
4) egal cu zero
12. Din lista de afirmații de mai jos, alegeți cele două corecte și scrieți-le numerele în tabel
1) mișcarea termică a moleculelor are loc numai la o temperatură mai mare de 0 ° C
2) difuzia în solide este imposibilă
3) forțele de atracție și de respingere acționează simultan între molecule
4) o moleculă este cea mai mică particulă a unei substanțe
5) viteza de difuzie crește odată cu creșterea temperaturii
13. La cabinetul de fizică a fost adus un tampon de vată înmuiat în parfum și un vas în care a fost turnată o soluție de sulfat de cupru (o soluție albastră), iar deasupra a fost turnată cu grijă apă (Fig. 1). S-a observat că mirosul de parfum s-a răspândit în volumul întregului cabinet în câteva minute, în timp ce limita dintre cele două lichide din vas a dispărut abia după două săptămâni (Fig. 2).
Alegeți din lista propusă două afirmații care corespund rezultatelor observațiilor experimentale. Enumerați numerele lor.
1) Procesul de difuzie poate fi observat în gaze și lichide.
2) Viteza de difuzie depinde de temperatura substanței.
3) Viteza de difuzie depinde de starea agregată a substanței.
4) Viteza de difuzie depinde de tipul de lichide.
5) În solide, viteza de difuzie este cea mai mică.
Răspunsuri
Inapoi inainte
Atenţie! Previzualizarea slide-ului are doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte întreaga amploare a prezentării. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.
Goluri.
- Educational.
- Dați conceptul de temperatură ca măsură a energiei cinetice medii; luați în considerare istoria creării termometrelor, comparați diferite scări de temperatură; să formeze capacitatea de a aplica cunoștințele dobândite pentru rezolvarea problemelor și îndeplinirea sarcinilor practice, pentru a extinde orizonturile studenților în domeniul fenomenelor termice.
- Educational.
- Dezvoltarea capacității de a asculta interlocutorul, de a-și exprima propriul punct de vedere
- În curs de dezvoltare.
- Dezvoltarea atenției voluntare a elevilor, gândirii (capacitatea de a analiza, compara, construi analogii, trage concluzii.), Interes cognitiv (pe baza unui experiment fizic);
- formarea conceptelor de viziune asupra lumii despre cunoașterea lumii.
ÎN CURILE CURĂRILOR
Bună, luați loc.
Când studiam mecanica, eram interesați de mișcarea corpurilor. Acum vom lua în considerare fenomenele asociate cu o modificare a proprietăților corpurilor în repaus. Vom studia încălzirea și răcirea aerului, topirea gheții, topirea metalelor, fierberea apei etc. Astfel de fenomene se numesc fenomene termice.
Știm că atunci când apa rece este încălzită, mai întâi devine caldă și apoi fierbinte. Partea metalică scoasă din flacără se răcește treptat. Aerul din jurul boilerelor devine fierbinte etc.
Cuvintele „rece”, „cald”, „fierbinte” denotă starea termică a corpurilor. Mărimea care caracterizează starea termică a corpurilor este temperatura.
Toată lumea știe că temperatura apei calde este mai mare decât temperatura apei reci. Iarna, temperatura aerului de afară este mai scăzută decât vara.
Toate moleculele oricărei substanțe se mișcă continuu și aleatoriu (haotic).
Mișcarea aleatoare aleatoare a moleculelor se numește mișcare termică.
Care este diferența dintre mișcarea termică și mișcarea mecanică?
Implica multe particule cu traiectorii diferite. Mișcarea nu se oprește niciodată. (Exemplu: mișcare browniană)
Demonstrarea modelului de mișcare brownian
De ce depinde mișcarea termică?
- Experimentul numărul 1: Să punem o bucată de zahăr în apă rece, iar cealaltă în fierbinte. Care se va dizolva mai repede?
- Experimentul numărul 2: Să punem 2 bucăți de zahăr (una mai mare decât cealaltă) în apă rece. Care se va dizolva mai repede?
Întrebarea ce este temperatura s-a dovedit a fi foarte dificilă. Care este diferența dintre apa caldă și apa rece? Multă vreme nu a existat un răspuns clar la această întrebare. Astăzi știm că la orice temperatură, apa este alcătuită din aceleași molecule. Atunci ce se schimbă exact în apă odată cu creșterea temperaturii acesteia? Am văzut din experiență că zahărul se dizolvă mult mai repede în apa fierbinte. Dizolvarea are loc datorită difuziei. În acest fel, difuzia la temperaturi mai ridicate este mai rapidă decât la temperaturi mai scăzute.
Dar cauza difuziei este mișcarea moleculelor. Aceasta înseamnă că există o relație între viteza de mișcare a moleculelor și temperatura unui corp: Într-un corp cu o temperatură mai mare, moleculele se mișcă mai repede.
Dar temperatura depinde nu numai de viteza medie a moleculelor. De exemplu, oxigenul, a cărui viteză moleculară medie este de 440 m/s, are o temperatură de 20 °C, în timp ce azotul, cu aceeași viteză moleculară medie, are o temperatură de 16 °C. Temperatura mai scăzută a azotului se datorează faptului că moleculele de azot sunt mai ușoare decât moleculele de oxigen. Astfel, temperatura unei substanțe este determinată nu numai de viteza medie a moleculelor sale, ci și de masa lor. Același lucru îl vedem și în experimentul nr. 2.
Cunoaștem cantități care depind atât de viteza, cât și de masa particulei. Acestea sunt impulsul și energia cinetică. Oamenii de știință au stabilit că energia cinetică a moleculelor este cea care determină temperatura corpului: temperatura este o măsură a energiei cinetice medii a particulelor unui corp; cu cât această energie este mai mare, cu atât temperatura corpului este mai mare.
Deci, atunci când corpurile sunt încălzite, energia cinetică medie a moleculelor crește și încep să se miște mai repede; când sunt răcite, energia moleculelor scade, iar acestea încep să se miște mai încet.
Temperatura este o valoare care caracterizează starea termică a corpului. O măsură a „căldurii” unui corp. Cu cât temperatura unui corp este mai mare, cu atât atomii și moleculele sale au în medie mai multă energie.
Se poate baza doar pe propriile senzații pentru a judeca gradul de căldură corporală?
- Experiența numărul 1: atingeți un obiect din lemn cu o mână și un obiect metalic cu cealaltă.
Comparați senzațiile
Deși ambele obiecte sunt la aceeași temperatură, o mână se va simți rece și cealaltă caldă
- Experiența numărul 2: luați trei vase cu apă caldă, caldă și rece. Scufundați o mână într-un vas cu apă rece și cealaltă într-un vas cu apă fierbinte. După un timp, ambele mâini sunt coborâte într-un vas cu apă caldă.
Comparați senzațiile
Mâna care era în apă fierbinte acum se simte rece, iar mâna care era în apă rece acum se simte caldă, chiar dacă ambele mâini sunt în același vas
Am dovedit că sentimentele noastre sunt subiective. Sunt necesare instrumente pentru a le confirma.
Instrumentele folosite pentru măsurarea temperaturii se numesc termometre. Funcționarea unui astfel de termometru se bazează pe dilatarea termică a unei substanțe. Când este încălzită, coloana substanței utilizate în termometru (de exemplu, mercur sau alcool) crește, iar când este răcită, scade. Primul termometru lichid a fost inventat în 1631 de fizicianul francez J. Rey.
Temperatura corpului se va schimba până când ajunge în echilibru termic cu mediul.
Legea echilibrului termic: pentru orice grup de corpuri izolate, după un timp, temperaturile devin aceleași, adică. apare o stare de echilibru termic.
Trebuie amintit că orice termometru arată întotdeauna propria temperatură. Pentru a determina temperatura mediului, termometrul trebuie plasat în acest mediu și așteptați până când temperatura dispozitivului încetează să se mai schimbe, luând o valoare egală cu temperatura ambiantă.. Când temperatura mediului se modifică, se va schimba și temperatura termometrului.
Un termometru medical, conceput pentru a măsura temperatura corpului unei persoane, funcționează oarecum diferit. Aparține așa-numitului termometrele maxime, fixând cea mai mare temperatură la care au fost încălzite. După ce v-ați măsurat propria temperatură, puteți observa că, aflându-vă într-un mediu mai rece (comparativ cu corpul uman), termometrul medical continuă să arate aceeași valoare. Pentru a readuce coloana de mercur la starea inițială, acest termometru trebuie agitat.
Cu un termometru de laborator folosit pentru a măsura temperatura mediului, acest lucru nu este necesar.
Termometrele folosite în viața de zi cu zi vă permit să exprimați temperatura unei substanțe în grade Celsius (°C).
A. Celsius (1701-1744) - om de știință suedez care a propus utilizarea unei scale de temperatură centigrade. Pe scara de temperatură Celsius, zero (de la mijlocul secolului al XVIII-lea) este temperatura gheții care se topește, iar 100 de grade este punctul de fierbere al apei la presiunea atmosferică normală.
Vom asculta mesajul despre istoria dezvoltării termometrelor (Prezentare de Sidorova E.)
Termometrele pentru lichide se bazează pe principiul modificării volumului de lichid care este turnat în termometru (de obicei alcool sau mercur) pe măsură ce temperatura ambientală se modifică. Dezavantaj: diferite lichide se extind diferit, astfel încât citirile termometrelor diferă: Mercur -50 0 С; glicerina -47,6 0 С
Am încercat să facem acasă un termometru pentru lichid. Să vedem ce a ieșit din asta. (Videoclip de Brykina V. Anexa 1)
Am aflat că există diferite scări de temperatură. Pe lângă scara Celsius, scara Kelvin este utilizată pe scară largă. Conceptul de temperatură absolută a fost introdus de W. Thomson (Kelvin). Scala de temperatură absolută se numește scala Kelvin sau scara de temperatură termodinamică.
Unitatea de măsură a temperaturii absolute este kelvin (K).
Zero absolut - cea mai scăzută temperatură posibilă la care nimic nu poate fi mai rece și teoretic este imposibil să extragi energie termică dintr-o substanță, temperatura la care se oprește mișcarea termică a moleculelor
Zero absolut este definit ca 0 K, care este aproximativ 273,15 °C
Un Kelvin este egal cu un grad T=t+273
Întrebări de la examen
Care dintre următoarele opțiuni pentru măsurarea temperaturii apei calde cu un termometru oferă un rezultat mai corect?
1) Se coboară termometrul în apă și, după ce l-a scos din apă după câteva minute, se fac citirile.
2) Termometrul este coborât în apă și așteptați până când temperatura încetează să se mai schimbe. După aceea, fără a scoate termometrul din apă, luați-i citirile.
3) Termometrul este coborât în apă și, fără a-l scoate din apă, faceți imediat citiri
4) Se coboară termometrul în apă, apoi se scoate rapid din apă și se iau valorile
Figura prezintă o parte din scara unui termometru atârnat în afara ferestrei. Temperatura aerului de afară este
- 18 0 C
- 14 0 C
- 21 0 С
- 22 0 C
Rezolvați problemele nr. 915, 916 („Culegere de probleme în fizică 7-9” de V.I. Lukashik, E.V. Ivanova)
- Tema pentru acasă: paragraful 28
- Nr. 128 D „Culegere de probleme în fizică 7-9” V.I. Lukashik, E.V. Ivanova
Suport metodologic
- „Fizica 8” S.V. Gromov, N.A. Patrie
- „Colecție de probleme în fizică 7-9” V.I.Lukashik, E.V. Ivanova
- Desene care sunt în domeniul public al Internetului
Fundamentele teoriei molecular-cinetice a structurii materiei
Fundamentele teoriei cinetice moleculare au fost dezvoltate de M.V. Lomonosov, L. Boltzmann, J. Maxwell și alții Această teorie se bazează pe următoarele prevederi:
1. Toate substanțele constau din cele mai mici particule - molecule. Moleculele din substanțele complexe constau din particule și mai mici - atomi. Combinații diferite de atomi creează tipuri de molecule. Un atom este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv, înconjurat de o înveliș de electroni încărcat negativ. Masa moleculelor și a atomilor se măsoară în unități de masă atomică (amu). Diametrul atomilor si moleculelor este de ordinul 10 - 10 cm Cantitatea unei substante care contine numarul de particule (atomi sau molecule) egal cu numarul de atomi din 0,012 kg izotop de carbon C se numeste ne rugam.
Moleculele se ciocnesc între ele, schimbând viteza atât ca mărime, cât și ca direcție. În acest caz, energia lor cinetică totală este redistribuită. Un corp format din molecule este considerat ca un sistem de particule în mișcare și care interacționează. Un astfel de sistem de molecule are o energie constând din energia potențială a interacțiunii particulelor și energia cinetică a mișcării particulelor. Această energie se numește energia internă a corpului. Se numește cantitatea de energie internă transferată între corpuri în timpul schimbului de căldură cantitatea de căldură (joule, cal). Joule - SI. 1 cal = 4,18 J. Atomii și moleculele sunt în mișcare continuă, ceea ce se numește termic. Principala proprietate a mișcării termice este continuitatea acesteia (haoticitatea). Pentru a caracteriza cantitativ intensitatea mișcării termice se introduce conceptul de temperatură corporală. Cu cât este mai intensă mișcarea termică a moleculelor din organism, cu atât temperatura acestuia este mai mare. Când două corpuri intră în contact, energia trece de la un corp mai încălzit la unul mai puțin încălzit, iar în final se stabilește starea de echilibru termic.
Din punct de vedere al conceptelor cinetice moleculare temperatura este o mărime care caracterizează energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor sau atomilor. Unitatea de măsură pentru temperatura căldurii este grad.(O sutime din diferența dintre punctele de fierbere și de îngheț ale apei pure la presiunea atmosferică). Scala de temperatură absolută Kelvin a fost introdusă în fizică. Un grad Celsius este egal cu un grad Kelvin. La o temperatură de -273 C, mișcarea de translație a moleculelor de gaz (zero absolut) ar trebui să se oprească, adică sistemul (corpul) are cea mai mică energie posibilă.
Principalele prevederi ale teoriei molecular-cinetice a structurii materiei sunt confirmate de numeroase experimente și fenomene (difuzie, mișcare browniană, amestecarea lichidelor, compresibilitatea diferitelor substanțe, dizolvarea solidelor în lichide etc.). Metodele experimentale moderne - analiza prin difracție cu raze X, observațiile cu un microscop electronic și altele - ne-au îmbogățit înțelegerea structurii materiei. Într-un gaz, există distanțe relativ mari între molecule, iar forțele de atracție sunt neglijabile. Moleculele de gaz tind să fie întotdeauna distribuite uniform pe întregul volum pe care îl ocupă. Gazul exercită presiune asupra pereților vasului în care se află. Această presiune se datorează impactului moleculelor în mișcare. Când studiem teoria cinetică a gazului, se ia în considerare așa-numita gaz ideal. Un gaz în care neglijăm forțele interacțiunii intermoleculare și volumul moleculelor de gaz. Presupunând că în timpul ciocnirilor moleculele unui gaz ideal sunt ca niște bile absolut elastice.
