Peristiwa dunia fizikal berkait rapat dengan perubahan suhu. Setiap orang mengenalinya pada awal kanak-kanak, apabila dia menyedari bahawa ais sejuk, dan air mendidih terbakar. Pada masa yang sama, pemahaman datang bahawa proses perubahan suhu tidak berlaku serta-merta. Kemudian, di sekolah, pelajar mengetahui bahawa ini berkaitan dengan gerakan haba. Dan keseluruhan bahagian fizik dikhususkan untuk proses yang berkaitan dengan suhu.
Apakah itu suhu?
Ini ialah konsep saintifik yang diperkenalkan untuk menggantikan istilah harian. Dalam kehidupan seharian, perkataan seperti panas, sejuk atau hangat sentiasa muncul. Kesemua mereka bercakap tentang tahap pemanasan badan. Ini adalah bagaimana ia ditakrifkan dalam fizik, hanya dengan penambahan bahawa ia adalah kuantiti skalar. Lagipun, suhu tidak mempunyai arah, tetapi hanya nilai berangka.
Dalam Sistem Unit Antarabangsa (SI), suhu diukur dalam darjah Celsius (ºС). Tetapi dalam banyak formula yang menerangkan fenomena terma, ia diperlukan untuk menukarnya kepada Kelvin (K). UntukTerdapat formula mudah untuk ini: T \u003d t + 273. Di dalamnya, T ialah suhu dalam Kelvin, dan t dalam Celsius. Konsep suhu sifar mutlak dikaitkan dengan skala Kelvin.
Terdapat beberapa skala suhu lain. Di Eropah dan Amerika, sebagai contoh, Fahrenheit (F) digunakan. Oleh itu, mereka mesti boleh menulis dalam Celsius. Untuk melakukan ini, tolak 32 daripada bacaan dalam F, kemudian bahagikannya dengan 1, 8.
Percubaan di rumah
Dalam penjelasannya, anda perlu mengetahui konsep seperti suhu, gerakan haba. Dan mudah untuk melengkapkan pengalaman ini.
Ia akan mengambil tiga bekas. Ia sepatutnya cukup besar supaya tangan mudah muat di dalamnya. Isikan mereka dengan air dengan suhu yang berbeza. Pada mulanya, ia mesti sangat sejuk. Dalam kedua - dipanaskan. Tuangkan air panas ke dalam air yang ketiga, yang mana anda boleh memegang tangan.
Kini pengalaman itu sendiri. Celupkan tangan kiri anda dalam bekas air sejuk, kanan - dengan yang paling panas. Tunggu beberapa minit. Keluarkan dan segera rendamkannya dalam bekas berisi air suam.
Hasilnya tidak dijangka. Tangan kiri akan rasa airnya suam, manakala tangan kanan akan rasa air sejuk. Ini disebabkan oleh fakta bahawa keseimbangan terma mula-mula diwujudkan dengan cecair di mana tangan pada mulanya direndam. Kemudian keseimbangan ini terganggu dengan ketara.
Pokok utama teori kinetik molekul
Ia menerangkan semua fenomena haba. Dan kenyataan ini agak mudah. Oleh itu, dalam perbualan tentang gerakan haba, peruntukan ini harus diketahuidiperlukan.
Pertama: bahan terbentuk oleh zarah terkecil yang terletak pada jarak yang agak jauh antara satu sama lain. Selain itu, zarah ini boleh menjadi molekul dan atom. Dan jarak antara mereka berkali-kali lebih besar daripada saiz zarah.
Kedua: dalam semua bahan terdapat pergerakan terma molekul, yang tidak pernah berhenti. Zarah bergerak secara rawak (kecoh).
Ketiga: zarah berinteraksi antara satu sama lain. Tindakan ini disebabkan oleh daya tarikan dan tolakan. Nilainya bergantung pada jarak antara zarah.
Pengesahan peruntukan pertama ICB
Bukti bahawa jasad terdiri daripada zarah dengan celah di antaranya ialah pengembangan habanya. Jadi, apabila badan dipanaskan, saiznya bertambah. Ini berlaku kerana penyingkiran zarah antara satu sama lain.
Satu lagi pengesahan tentang apa yang telah diperkatakan ialah penyebaran. Iaitu, penembusan molekul satu bahan antara zarah yang lain. Lebih-lebih lagi, gerakan ini adalah bersama. Resapan berjalan lebih cepat, semakin jauh molekul terletak. Oleh itu, dalam gas, penembusan bersama akan berlaku lebih cepat daripada cecair. Dan dalam pepejal, resapan mengambil masa bertahun-tahun.
Dengan cara ini, proses terakhir juga menerangkan gerakan terma. Lagipun, penembusan bahan bersama antara satu sama lain berlaku tanpa sebarang gangguan dari luar. Tetapi ia boleh dipercepatkan dengan memanaskan badan.
Pengesahan kedudukan kedua MKT
Bukti terang bahawa adagerakan haba ialah gerakan Brownian zarah. Ia dipertimbangkan untuk zarah terampai, iaitu, untuk zarah yang jauh lebih besar daripada molekul bahan. Zarah ini boleh menjadi zarah debu atau bijirin. Dan ia sepatutnya diletakkan di dalam air atau gas.
Sebab bagi pergerakan rawak zarah terampai ialah molekul bertindak ke atasnya dari semua sisi. Tindakan mereka tidak menentu. Magnitud impak pada setiap titik masa adalah berbeza. Oleh itu, daya yang terhasil diarahkan sama ada dalam satu arah atau yang lain.
Jika kita bercakap tentang kelajuan gerakan terma molekul, maka terdapat nama khas untuknya - akar min kuasa dua. Ia boleh dikira menggunakan formula:
v=√[(3kT)/m0].
Di dalamnya, T ialah suhu dalam Kelvin, m0 ialah jisim satu molekul, k ialah pemalar Boltzmann (k=1, 3810 -23 J/K).
Pengesahan peruntukan ketiga ICB
Zarah menarik dan menolak. Dalam menerangkan banyak proses yang berkaitan dengan gerakan terma, pengetahuan ini ternyata penting.
Lagipun, daya interaksi bergantung pada keadaan agregat jirim. Jadi, gas secara praktikalnya tidak mempunyainya, kerana zarah-zarah dikeluarkan setakat ini sehingga kesannya tidak ditunjukkan. Dalam cecair dan pepejal, ia boleh dilihat dan memastikan pemuliharaan isipadu bahan. Dalam yang terakhir, mereka juga menjamin penyelenggaraan bentuk.
Bukti kewujudan daya tarikan dan tolakan ialah kemunculan daya kenyal semasa ubah bentuk jasad. Jadi, dengan pemanjangan, daya tarikan antara molekul meningkat, dan denganmampatan - tolakan. Tetapi dalam kedua-dua kes, ia mengembalikan badan kepada bentuk asalnya.
Purata tenaga bagi gerakan terma
Ia boleh ditulis daripada persamaan asas MKT:
(pV)/N=(2E)/3.
Dalam formula ini, p ialah tekanan, V ialah isipadu, N ialah bilangan molekul, E ialah purata tenaga kinetik.
Sebaliknya, persamaan ini boleh ditulis seperti berikut:
(pV)/N=kT.
Jika anda menggabungkannya, anda mendapat persamaan berikut:
(2E)/3=kT.
Daripadanya mengikuti formula berikut untuk purata tenaga kinetik molekul:
E=(3kT)/2.
Dari sini jelas bahawa tenaga adalah berkadar dengan suhu bahan. Iaitu, apabila yang terakhir meningkat, zarah bergerak lebih cepat. Ini adalah intipati gerakan terma, yang wujud selagi terdapat suhu selain sifar mutlak.
