Защо термично движение. термично движение

теория:Атомите и молекулите са в непрекъснато топлинно движение, движат се произволно, постоянно променят посоката и модула на скоростта поради сблъсъци.

Колкото по-висока е температурата, толкова по-висока е скоростта на молекулите. С понижаване на температурата скоростта на молекулите намалява. Има температура, която се нарича "абсолютна нула" - температурата (-273 ° C), при която спира термично движениемолекули. Но "абсолютната нула" е недостижима.
Брауново движение- Случайно движение на видими микроскопични частици твърда материя, суспендирани в течност или газ, причинено от термичното движение на частици от течност или газ. Това явление е наблюдавано за първи път през 1827 г. от Робърт Браун. Той изучава цветния прашец на растенията, който се намира във водната среда. Браун забелязал, че цветният прашец непрекъснато се измества с течение на времето и колкото по-висока е температурата, толкова по-бърза е скоростта на изместване на полените. Той предположи, че движението на прашеца се дължи на факта, че водните молекули удрят полена и го карат да се движи.

Дифузията е процес на взаимно проникване на молекули на едно вещество в пространствата между молекулите на друго вещество.

Пример за Брауново движение е
1) произволно движение на цветен прашец в капка вода
2) произволно движение на мушици под фенера
3) разтваряне твърди веществав течности
4) проникване хранителни веществаот почвата до корените на растенията
Решение:от определението на Брауновото движение става ясно, че правилният отговор е 1. Поленът се движи произволно поради факта, че водните молекули го удрят. Случайното движение на мушиците под лампата не е подходящо, тъй като самите мушици избират посоката на движение, последните два отговора са примери за дифузия.
Отговор: 1.

Oge задача по физика (ще решавам изпита):Кое от следните твърдения е (е) правилно?
А. Молекулите или атомите в материята са в непрекъснато топлинно движение и един от аргументите в полза на това е явлението дифузия.
Б. Молекулите или атомите в веществото са в непрекъснато топлинно движение и доказателство за това е явлението конвекция.
1) само А
2) само Б
3) и А и Б
4) нито А, нито Б
Решение:Дифузията е процес на взаимно проникване на молекули на едно вещество в пространствата между молекулите на друго вещество. Първото твърдение е правилно, Конвенцията е прехвърляне вътрешна енергиясъс слоеве течност или газ, се оказва, че второто твърдение не е вярно.
Отговор: 1.

Oge задание по физика (fipi): 2) Оловна топка се нагрява в пламък на свещ. Как се променя обемът на балона при нагряване? Средната скоростдвижението на нейните молекули?
Установете съответствие между физическите величини и техните възможни промени.
За всяка стойност определете подходящото естество на промяната:
1) увеличава
2) намалява
3) не се променя
Запишете в таблицата избраните числа за всяко физическо количество. Числата в отговора могат да се повтарят.
Решение (Благодаря на Милена): 2) 1. Обемът на топката ще се увеличи поради факта, че молекулите ще започнат да се движат по-бързо.
2. Скоростта на молекулите при нагряване ще се увеличи.
Отговор: 11.

Задачата демо версия OGE 2019:Една от разпоредбите на молекулярно-кинетичната теория за структурата на материята е, че „частиците на материята (молекули, атоми, йони) са в непрекъснато хаотично движение“. Какво означават думите "непрекъснато движение"?
1) Частиците винаги се движат в определена посока.
2) Движението на частиците на материята не се подчинява на никакви закони.
3) Всички частици се движат заедно в една или друга посока.
4) Движението на молекулите никога не спира.
Решение:Молекулите се движат, поради сблъсъци, скоростта на молекулите се променя постоянно, така че не можем да изчислим скоростта и посоката на всяка молекула, но можем да изчислим средната квадратична скорост на молекулите и тя е свързана с температурата, като температурата намалява, скоростта на молекулите намалява. Изчислено е, че температурата, при която ще спре движението на молекулите, е -273 °C (най-ниската възможна температура в природата). Но не е постижимо. така че молекулите никога не спират да се движат.

Теми ИЗПОЛЗВАЙТЕ кодификатор: термично движение на атоми и молекули на материята, Брауново движение, дифузия, взаимодействие на частици материя, експериментални доказателства на атомистичната теория.

Великият американски физик Ричард Файнман, автор на известните Фейнман лекции по физика, написа следните забележителни думи:

– Ако в резултат на някаква глобална катастрофа всички натрупани научно познаниеще бъде унищожен и само една фраза ще премине към следващите поколения живи същества, тогава какво твърдение, съставено от най-малко количестводуми, ще донесе най-много информация? Мисля, че е така атомна хипотеза(можете да го наречете не хипотеза, а факт, но това не променя нищо): всички тела са съставени от атоми на малки тела, които са в постоянно движение, привличат се на кратко разстояние, но се отблъскват, ако едно от тях е притиснат по-близо до другия. Това едно изречение... съдържа невероятно количество информация за света, просто трябва да приложите малко въображение и малко внимание към него.

Тези думи съдържат същността на молекулярно-кинетичната теория (MKT) за структурата на материята. А именно, основните разпоредби на МКТ са следните три твърдения.

1. Всяко вещество се състои от най-малките частици от молекули и атоми. Те са разположени дискретно в пространството, тоест на определени разстояния един от друг.
2. Атомите или молекулите на веществото са в състояние на произволно движение (това движение се нарича топлинно движение), което никога не спира.
3. Атомите или молекулите на веществото взаимодействат помежду си чрез сили на привличане и отблъскване, които зависят от разстоянията между частиците.

Тези положения са обобщение на множество наблюдения и експериментални факти. Нека разгледаме по-отблизо тези разпоредби и да дадем тяхната експериментална обосновка.

Например, това е водна молекула, състояща се от два водородни атома и един кислороден атом. Разделяйки го на атоми, вече няма да се занимаваме с вещество, наречено "вода". Освен това, разделяйки атомите и на съставни части, получаваме набор от протони, неутрони и електрони и по този начин губим информацията, че първоначално това са били водород и кислород.

Атомите и молекулите се наричат просто частицивещества. Какво точно представлява една частица – атом или молекула – във всеки конкретен случай не е трудно да се установи. Ако става дума за химичен елемент, тогава частицата ще бъде атом; ако се счита сложно вещество, то неговата частица е молекула, състояща се от няколко атома.

Освен това, първото предложение на MKT гласи, че частиците материя не запълват пространството непрекъснато. Частиците са подредени дискретно, тоест в отделни точки. Между частиците има празнини, чийто размер може да варира в определени граници.

В полза на първата позиция на МКТ е явлението термично разширениетел. А именно при нагряване разстоянията между частиците на веществото се увеличават, а размерите на тялото се увеличават. При охлаждане, напротив, разстоянията между частиците намаляват, в резултат на което тялото се свива.

Поразително потвърждение за първата позиция на MKT също е дифузия- взаимно проникване на съседни вещества едно в друго.

Например, на фиг. 1 показва процеса на дифузия в течност. Частиците на разтвореното вещество се поставят в чаша с вода и се намират първо в горната лява част на чашата. С течение на времето частиците се движат (както се казва, дифузен) от зона с висока концентрация към зона с ниска концентрация. В крайна сметка концентрацията на частиците става еднаква навсякъде - частиците се разпределят равномерно в целия обем на течността.

Ориз. 1. Дифузия в течност

Как да обясним дифузията от гледна точка на молекулярно-кинетичната теория? Много просто: частиците от едно вещество проникват в пролуките между частиците на друго вещество. Дифузията протича толкова по-бързо, колкото по-големи са тези празнини - следователно газовете се смесват най-лесно един с друг (при което разстоянията между частиците са много повече размерисамите частици).

Топлинно движение на атоми и молекули

Припомнете още веднъж текста на втората разпоредба на MKT: частиците на материята извършват произволно движение (наричано още топлинно движение), което никога не спира.

Експериментално потвърждение на второто положение на МКТ отново е феноменът на дифузия, защото взаимното проникване на частици е възможно само при непрекъснатото им движение! Но най-поразителното доказателство за вечното хаотично движение на частиците на материята е Брауново движение. Това е името на непрекъснатото хаотично движение браунови частици- прахови частици или зърна (см с размер), суспендирани в течност или газ.

Брауновското движение получи името си в чест на шотландския ботаник Робърт Браун, който видял през микроскоп непрекъснатия танц на частици прашец, суспендирани във вода. Като доказателство, че това движение отнема вечно, Браун открива парче кварц с кухина, пълна с вода. Въпреки факта, че водата е попаднала там преди много милиони години, частиците, които са попаднали там, продължават своето движение, което не се различава от това, което се наблюдава в други експерименти.

Причината за Брауновото движение е, че суспендирана частица изпитва некомпенсирани удари от молекули на течността (газ) и поради хаотичното движение на молекулите, величината и посоката на резултантния удар са абсолютно непредсказуеми. Следователно браунова частица описва сложни зигзагообразни траектории (фиг. 2).

Ориз. 2. Брауново движение

Между другото, Брауновското движение може да се разглежда и като доказателство за самия факт за съществуването на молекули, т.е. може да служи и като експериментално обосноваване на първата позиция на MKT.

Взаимодействие на частици материя

Третата позиция на MKT говори за взаимодействието на частиците на материята: атомите или молекулите взаимодействат помежду си чрез сили на привличане и отблъскване, които зависят от разстоянията между частиците: с увеличаване на разстоянията започват да преобладават силите на привличане, а с намаляване на разстоянията силите на отблъскване.

Валидността на третата позиция на MKT се доказва от еластичните сили, произтичащи от деформациите на телата. Когато едно тяло се разтяга, разстоянията между неговите частици се увеличават и силите на привличане на частиците една към друга започват да преобладават. Когато тялото се компресира, разстоянията между частиците намаляват и в резултат на това преобладават силите на отблъскване. И в двата случая еластичната сила е насочена в посока, противоположна на деформацията.

Друго потвърждение за съществуването на сили на междумолекулно взаимодействие е наличието на три агрегатни състояния на материята.

В газовете молекулите са разделени една от друга на разстояния, значително надвишаващи размерите на самите молекули (във въздух при нормални условия, около 1000 пъти). На такива разстояния силите на взаимодействие между молекулите практически отсъстват, следователно газовете заемат целия предоставен им обем и лесно се компресират.

В течностите пространствата между молекулите са сравними с размера на молекулите. Силите на молекулярно привличане са много осезаеми и осигуряват запазване на обема от течности. Но тези сили не са достатъчно силни, за да могат течностите да запазят формата си – течностите, подобно на газовете, приемат формата на съд.

В твърдите тела силите на привличане между частиците са много силни: твърдите тела запазват не само обем, но и форма.

Преходът на вещество от едно агрегатно състояние в друго е резултат от промяна в големината на силите на взаимодействие между частиците на веществото. Самите частици остават непроменени.

За да изучаваме темата "Топлинно движение", трябва да повторим:

В заобикалящия ни свят възникват различни видове физически явления, които са пряко свързани с промените в температурата на телата.

От детството си спомняме, че водата в езерото в началото е студена, след това едва топла и едва след известно време става подходяща за плуване.

С думи като "студено", "горещо", "леко топло" ние определяме различни степени на "загряването" на телата или, на езика на физиката, различни температури на телата.

Ако сравним температурата в езерото през лятото и късна есен, разликата е очевидна. температура топла водамалко над температурата на ледената вода.

Както е известно, дифузията при по-висока температура е по-бърза. От това следва, че скоростта на движение на молекулите и температурата са дълбоко взаимосвързани.

Експеримент: Вземете три чаши и ги напълнете със студено, топло и топла вода, а сега сложете пакетче чай във всяка чаша и наблюдавайте как се променя цветът на водата? Къде тази промяна ще се извърши най-интензивно?

Ако увеличите температурата, тогава скоростта на движение на молекулите ще се увеличи, ако я намалите, тя ще намалее. Така заключаваме: телесната температура е пряко свързана със скоростта на движение на молекулите.

Топлата вода се състои от точно същите молекули като студената вода. Разликата между тях е само в скоростта на движение на молекулите.

Явления, които са свързани с нагряване или охлаждане на телата, промяна в температурата, се наричат топлинни. Те включват отопление или охлаждане, не само течни телано също и газообразен и твърд въздух.

Други примери за топлинни явления: топене на метали, топене на сняг.

Молекулите или атомите, които са основата на всички тела, са в безкрайно хаотично движение. Движението на молекулите в различни тела става по различни начини. Молекулите на газовете се движат произволно с високи скорости по много сложна траектория.Сблъсквайки се, те се отскачат един от друг, променяйки големината и посоката на скоростите.

Течните молекули осцилират около равновесни позиции (тъй като са разположени почти близо една до друга) и относително рядко прескачат от едно равновесно положение в друго. Движението на молекулите в течностите е по-малко свободно, отколкото в газовете, но по-свободно, отколкото в твърдите тела.

В твърдите тела молекулите и атомите се колебаят около определени средни позиции.

С повишаване на температурата скоростта на частиците се увеличава, Ето защо хаотичното движение на частиците обикновено се нарича топлинно.

интересно:

Каква е точната височина Айфеловата кула? И зависи от температурата на околната среда!

Факт е, че височината на кулата се колебае с цели 12 сантиметра.

а температурата на гредите може да достигне до 40 градуса по Целзий.

И както знаете, веществата могат да се разширяват под въздействието на висока температура.

Случайността е най-важната характеристика на топлинното движение. Едно от най-важните доказателства за движението на молекулите е дифузията и Брауновото движение. (Брауновото движение е движението на най-малките твърди частици в течност под въздействието на молекулярни удари. Както показва наблюдението, Брауновото движение не може да спре). Брауновското движение е открито от английския ботаник Робърт Браун (1773-1858).

Помислете как свойствата на водата се променят с температурата.

Температурата на тялото директно зависи от средната кинетична енергия на молекулите. Правим очевиден извод: колкото по-висока е температурата на тялото, толкова по-голяма е средната кинетична енергия на неговите молекули. Обратно, с понижаването на телесната температура средната кинетична енергия на неговите молекули намалява.

температура - стойност, която характеризира термичното състояние на тялото или по друг начин мярка за "нагряването" на тялото.

Колкото по-висока е температурата на едно тяло, толкова повече енергия имат средно неговите атоми и молекули.

Измерва се температура термометри, т.е. уреди за измерване на температура

Температурата не се измерва директно! Измерената стойност зависи от температурата!

В момента има течни и електрически термометри.

В съвременен течни термометрие обемът алкохол или живак. Термометърът измерва собствената си температура! И, ако искаме да измерим температурата на някое друго тяло с термометър, трябва да изчакаме известно време, докато температурите на тялото и термометъра се изравнят, т.е. термичното равновесие ще настъпи между термометъра и тялото. Домашният термометър "термометър" се нуждае от време, за да даде по-точно смисълтемпературата на пациента.

Това е законът на топлинното равновесие:

за всяка група изолирани тела след известно време температурите стават еднакви,

тези. настъпва състояние на топлинно равновесие.

Телесната температура се измерва с термометър и най-често се изразява в градуса по Целзий(°C). Има и други мерни единици: Фаренхайт, Келвин и Реомюр.

Повечето физици измерват температурата по скалата на Келвин. 0 градуса по Целзий = 273 градуса по Келвин

Какво според вас определя скоростта на разтваряне на захарта във вода? Можете да направите прост експеримент. Вземете две парчета захар и хвърлете едното в чаша вряла вода, а другото в чаша студена вода.

Ще видите как захарта във вряща вода ще се разтвори няколко пъти по-бързо, отколкото в студена вода. Причината за разтварянето е дифузия. Това означава, че дифузията се извършва по-бързо при по-високи температури. Дифузията се причинява от движението на молекулите. Следователно ние заключаваме, че молекулите се движат по-бързо при по-високи температури. Тоест скоростта на тяхното движение зависи от температурата. Ето защо произволното хаотично движение на молекулите, изграждащи тялото, се нарича топлинно движение.

Топлинно движение на молекулите

С повишаване на температурата термичното движение на молекулите се увеличава и свойствата на веществото се променят. Твърдото вещество се топи, превръщайки се в течност, течността се изпарява, преминавайки в газообразно състояние. Съответно, ако температурата се понижи, тогава средната енергия на топлинното движение на молекулите също ще намалее и съответно процесите на промяна на състоянието на агрегация на телата ще се появят в обратна посока: водата ще кондензира в течност, течността ще замръзне, превръщайки се в твърдо състояние. В същото време винаги говорим за средните стойности на температурата и молекулярната скорост, тъй като винаги има частици с по-големи и по-малки стойности на тези стойности.

Молекулите в веществата се движат, преминавайки определено разстояние, следователно вършат някаква работа. Тоест можем да говорим за кинетичната енергия на частиците. В резултат на тяхното относителна позицияима и потенциалната енергия на молекулите. Кога въпросниятза кинетичната и потенциалната енергия на телата, тогава говорим за съществуването на общата механична енергия на телата. Следователно, ако частиците на тялото имат кинетична и потенциална енергия, можем да говорим за сумата от тези енергии като независима величина.

Вътрешна енергия на тялото

Помислете за пример. Ако хвърлим еластична топка на пода, тогава кинетичната енергия на нейното движение се превръща напълно в потенциална енергия в момента, в който докосне пода, и след това отново преминава в кинетична енергия, когато отскочи. Ако хвърлим тежка желязна топка върху твърда, нееластична повърхност, тогава топката ще кацне без да отскочи. Неговата кинетична и потенциална енергия след кацане ще бъде равна на нула. Къде отиде енергията? Просто изчезна ли? Ако разгледаме топката и повърхността след сблъсъка, можем да видим, че топката се е сплескала малко, на повърхността е останала вдлъбнатина и и двете са леко загряли. Тоест имаше промяна в подредбата на молекулите на телата и температурата също се повиши. Това означава, че кинетичната и потенциалната енергия на частиците на тялото са се променили. Енергията на тялото не е отишла никъде, той е преминал във вътрешната енергия на тялото. Вътрешната енергия се нарича кинетична и потенциална енергия на всички частици на тялото. Сблъсъкът на телата предизвиква промяна във вътрешната енергия, тя се увеличава, а механичната енергия намалява. Ето какво се състои

В света около нас има различни видове физически явления, които са пряко свързани промяна в телесната температура. Това го знаем още от детството студена водапри нагряване отначало става едва топъл и едва след това определено времегорещо.

С думи като „студено”, „горещо”, „топло” ние определяме различни степени на „нагряване” на телата или, казано на езика на физиката, различни температури на телата. Температурата на топлата вода е малко по-висока от температурата на хладната вода. Ако сравним температурата на летния и зимния въздух, разликата в температурата е очевидна.

Телесната температура се измерва с термометър и се изразява в градуси по Целзий (°C).

Както е известно, дифузията при по-висока температура е по-бърза. От това следва, че скоростта на движение на молекулите и температурата са дълбоко взаимосвързани. Ако увеличите температурата, тогава скоростта на движение на молекулите ще се увеличи, ако я намалите, тя ще намалее.

Така заключаваме: телесната температура е пряко свързана със скоростта на движение на молекулите.

Явления, които са свързани с нагряване или охлаждане на телата, промяна в температурата, се наричат топлинни. Те включват нагряване или охлаждане на въздуха, топене на метал, топене на сняг.

Молекулите или атомите, които са основата на всички тела, са в безкрайно хаотично движение. Броят на такива молекули и атоми в телата около нас е огромен. Обем, равен на 1 cm³ вода, съдържа приблизително 3,34 x 10²² молекули. Всяка молекула има много сложна траектория на движение. Например, газовите частици, движещи се с висока скорост в различни посоки, могат да се сблъскат както една с друга, така и със стените на съда. Така те променят скоростта си и продължават да се движат отново.

Фигура #1 показва произволното движение на частиците боя, разтворени във вода.

Така правим още един извод: хаотичното движение на частиците, изграждащи телата, се нарича топлинно движение.

Случайността е най-важната характеристика на топлинното движение. Едно от най-важните доказателства за движението на молекулите е дифузия и Брауново движение.(Брауновото движение е движението на най-малките твърди частици в течност под въздействието на молекулярни удари. Както показва наблюдението, Брауновото движение не може да спре).

В течности молекулите могат да осцилират, да се въртят и да се движат спрямо други молекули. Ако вземете твърди тела, тогава в тях молекулите и атомите вибрират около някои средни позиции.

Абсолютно всички молекули на тялото участват в термичното движение на молекули и атоми, поради което с промяна на топлинното движение се променя и състоянието на самото тяло, различните му свойства. По този начин, ако увеличите температурата на леда, той започва да се топи, като същевременно придобива съвсем различна форма - ледът става течен. Ако, напротив, температурата на например живака се понижи, тогава той ще промени свойствата си и ще се превърне от течност в твърдо вещество.

т телесната температура зависи пряко от средната кинетична енергия на молекулите. Правим очевиден извод: колкото по-висока е температурата на тялото, толкова по-голяма е средната кинетична енергия на неговите молекули. Обратно, с понижаването на телесната температура средната кинетична енергия на неговите молекули намалява.

Ако имате въпроси или искате да научите повече за термичното движение и температура, регистрирайте се на нашия уебсайт и получете помощта на преподавател.

Имате ли някакви въпроси? Не знаете как да си направите домашното?
За да получите помощта на преподавател - регистрирайте се.
Първият урок е безплатен!

сайт, с пълно или частично копиране на материала е необходима връзка към източника.