Qu'est-ce que le mouvement thermique ? Quels concepts y sont associés ? Mouvement thermique : énergie interne.

Selon vous, qu'est-ce qui détermine la vitesse de dissolution du sucre dans l'eau ? Vous pouvez faire une expérience simple. Prenez deux morceaux de sucre et jetez-en un dans un verre d'eau bouillante, l'autre dans un verre d'eau froide.

Vous verrez comment le sucre dans l'eau bouillante se dissout plusieurs fois plus vite que dans l'eau froide. La cause de la dissolution est la diffusion. Cela signifie que la diffusion se produit plus rapidement à des températures plus élevées. La diffusion est causée par le mouvement des molécules. Par conséquent, nous concluons que les molécules se déplacent plus rapidement à des températures plus élevées. Autrement dit, la vitesse de leur mouvement dépend de la température. C'est pourquoi le mouvement chaotique aléatoire des molécules qui composent le corps est appelé mouvement thermique.

Mouvement thermique des molécules

Lorsque la température augmente, elle augmente mouvement thermique molécules, les propriétés de la matière changent. Le solide fond, se transforme en liquide, le liquide s'évapore, se transforme en état gazeux. En conséquence, si la température est abaissée, l'énergie moyenne du mouvement thermique des molécules diminuera également et, par conséquent, les processus de modification de l'état d'agrégation des corps se produiront dans le sens opposé: l'eau se condensera en un liquide, le liquide va geler, se transformant en un état solide. En même temps, nous parlons toujours des valeurs moyennes de température et de vitesse moléculaire, car il y a toujours des particules avec des valeurs plus grandes et plus petites de ces valeurs.

Les molécules dans les substances se déplacent, passant une certaine distance, par conséquent, font du travail. Autrement dit, nous pouvons parler de l'énergie cinétique des particules. En raison de leur position relative il y a aussi l'énergie potentielle des molécules. Lorsque Dans la question sur l'énergie cinétique et potentielle des corps, alors nous parlons de l'existence de l'énergie mécanique totale des corps. Si les particules du corps ont une énergie cinétique et potentielle, on peut donc parler de la somme de ces énergies comme d'une quantité indépendante.

L'énergie interne du corps

Prenons un exemple. Si nous lançons une balle élastique sur le sol, l'énergie cinétique de son mouvement est complètement convertie en énergie potentielle au moment où elle touche le sol, puis redevient de l'énergie cinétique lorsqu'elle rebondit. Si nous lançons une balle de fer lourde sur une surface dure et inélastique, la balle atterrira sans rebondir. Ses énergies cinétique et potentielle après l'atterrissage seront égales à zéro. Où est passée l'énergie ? vient-elle de disparaître ? Si nous examinons la balle et la surface après la collision, nous pouvons voir que la balle s'est un peu aplatie, qu'une bosse a été laissée sur la surface et que les deux se sont légèrement réchauffées. C'est-à-dire qu'il y a eu un changement dans la disposition des molécules des corps et que la température a également augmenté. Cela signifie que les énergies cinétiques et potentielles des particules du corps ont changé. L'énergie du corps n'est pas allée nulle part, il est passé dans l'énergie interne du corps. L'énergie interne est appelée énergie cinétique et potentielle de toutes les particules du corps. La collision des corps a provoqué une modification de l'énergie interne, elle a augmenté et l'énergie mécanique a diminué. C'est en quoi il consiste

Dans le monde qui nous entoure, il existe différents types de phénomènes physiques qui sont directement liés à changement de température corporelle. Depuis l'enfance, nous savons que eau froide lorsqu'il est chauffé, il devient d'abord à peine chaud et seulement après certaine heure chaud.

Avec des mots tels que «froid», «chaud», «chaud», nous définissons différents degrés de «réchauffement» des corps ou, en parlant dans le langage de la physique, différentes températures des corps. Température eau chaude légèrement plus chaude que l'eau froide. Si nous comparons la température de l'air en été et en hiver, la différence de température est évidente.

La température corporelle est mesurée à l'aide d'un thermomètre et s'exprime en degrés Celsius (°C).

Comme on le sait, la diffusion à plus haute température est plus rapide. Il en résulte que la vitesse de déplacement des molécules et la température sont profondément interconnectées. Si vous augmentez la température, la vitesse de déplacement des molécules augmentera, si vous la diminuez, elle diminuera.

Ainsi, nous concluons : la température corporelle est directement liée à la vitesse de déplacement des molécules.

L'eau chaude est constituée exactement des mêmes molécules que l'eau froide. La différence entre eux réside uniquement dans la vitesse de déplacement des molécules.

Les phénomènes liés à l'échauffement ou au refroidissement des corps, un changement de température, sont appelés thermiques. Ceux-ci incluent le chauffage ou le refroidissement de l'air, la fonte du métal, la fonte de la neige.

Les molécules ou atomes, qui sont à la base de tous les corps, sont en mouvement chaotique sans fin. Le nombre de ces molécules et atomes dans les corps qui nous entourent est énorme. Un volume égal à 1 cm³ d'eau contient environ 3,34 x 10²² molécules. Toute molécule a une trajectoire de mouvement très complexe. Par exemple, des particules de gaz se déplaçant à grande vitesse dans différentes directions peuvent entrer en collision à la fois les unes avec les autres et avec les parois de la cuve. Ainsi, ils changent de vitesse et continuent à se déplacer à nouveau.

La figure 1 montre le mouvement aléatoire des particules de peinture dissoutes dans l'eau.

Ainsi, nous faisons une conclusion supplémentaire : le mouvement chaotique des particules qui composent les corps est appelé mouvement thermique.

Le caractère aléatoire est la caractéristique la plus importante du mouvement thermique. L'une des preuves les plus importantes du mouvement des molécules est diffusion et mouvement brownien.(Le mouvement brownien est le mouvement des plus petites particules solides dans un liquide sous l'influence d'impacts moléculaires. Comme le montre l'observation, le mouvement brownien ne peut pas s'arrêter).

Dans les liquides, les molécules peuvent osciller, tourner et se déplacer par rapport à d'autres molécules. Si nous prenons des solides, alors en eux les molécules et les atomes vibrent autour de certaines positions moyennes.

Absolument toutes les molécules du corps participent au mouvement thermique des molécules et des atomes, c'est pourquoi avec un changement de mouvement thermique, l'état du corps lui-même, ses diverses propriétés, change également. Ainsi, si vous augmentez la température de la glace, elle commence à fondre, tout en prenant une forme complètement différente - la glace devient liquide. Si, au contraire, la température du mercure, par exemple, est abaissée, il changera alors ses propriétés et passera d'un liquide à un solide.

J la température corporelle dépend directement de l'énergie cinétique moyenne des molécules. Nous tirons une conclusion évidente : plus la température du corps est élevée, plus l'énergie cinétique moyenne de ses molécules est élevée. A l'inverse, lorsque la température du corps diminue, l'énergie cinétique moyenne de ses molécules diminue.

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 La théorie: Les atomes et les molécules sont en mouvement thermique continu, se déplacent de manière aléatoire, changent constamment de direction et de module de vitesse en raison des collisions.

Plus la température est élevée, plus la vitesse des molécules est élevée. Lorsque la température diminue, la vitesse des molécules diminue. Il existe une température appelée "zéro absolu" - la température (-273 ° C) à laquelle le mouvement thermique des molécules s'arrête. Mais le "zéro absolu" est inaccessible.
Le mouvement brownien est le mouvement aléatoire de particules microscopiques de matière solide visible en suspension dans un liquide ou un gaz, provoqué par le mouvement thermique des particules d'un liquide ou d'un gaz. Ce phénomène a été observé pour la première fois en 1827 par Robert Brown. Il a étudié le pollen des plantes, qui se trouvait dans le milieu aquatique. Brown a remarqué que le pollen se déplace tout le temps au fil du temps, et plus la température est élevée, plus le taux de déplacement du pollen est rapide. Il a suggéré que le mouvement du pollen est dû au fait que les molécules d'eau frappent le pollen et le font bouger.

La diffusion est le processus de pénétration mutuelle des molécules d'une substance dans les espaces entre les molécules d'une autre substance.

Un exemple mouvement brownien est
1) mouvement aléatoire du pollen dans une goutte d'eau
2) mouvement aléatoire des moucherons sous la lanterne
3) dissoudre solides dans les liquides
4) pénétration nutriments du sol aux racines des plantes
La solution: d'après la définition du mouvement brownien, il est clair que la bonne réponse est 1. Le pollen se déplace de manière aléatoire en raison du fait que les molécules d'eau le frappent. Le mouvement erratique des moucherons sous la lampe n'est pas adapté, puisque les moucherons eux-mêmes choisissent le sens du mouvement, les deux dernières réponses sont des exemples de diffusion.
Réponse: 1.

Oge devoir en physique (je vais résoudre l'examen): Laquelle des affirmations suivantes est (sont) correcte(s) ?
A. Les molécules ou les atomes d'une substance sont en mouvement thermique continu, et l'un des arguments en faveur de cela est le phénomène de diffusion.
B. Les molécules ou atomes de la matière sont en mouvement thermique continu, et la preuve en est le phénomène de convection.
1) seulement A
2) seulement B
3) à la fois A et B
4) ni A ni B
La solution: La diffusion est le processus de pénétration mutuelle des molécules d'une substance dans les espaces entre les molécules d'une autre substance. La première affirmation est vraie, la Convention est le transfert d'énergie interne avec des couches de liquide ou de gaz, il s'avère que la deuxième affirmation n'est pas vraie.
Réponse: 1.

Mission Oge en physique (fipi) : 2) Une boule de plomb est chauffée à la flamme d'une bougie. Comment le volume du ballon change-t-il pendant le chauffage ? vitesse moyenne le mouvement de ses molécules ?
Établir une correspondance entre les grandeurs physiques et leurs évolutions possibles.
Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :
1) augmente
2) diminue
3) ne change pas
Écrivez dans le tableau les nombres sélectionnés pour chaque quantité physique. Les nombres dans la réponse peuvent être répétés.
Solution (Merci à Milena) : 2) 1. Le volume de la balle augmentera du fait que les molécules commenceront à se déplacer plus rapidement.
2. La vitesse des molécules lorsqu'elles sont chauffées augmentera.
Réponse: 11.

Exercer version de démonstration OGE 2019 : L'une des dispositions de la théorie cinétique moléculaire de la structure de la matière est que "les particules de matière (molécules, atomes, ions) sont en mouvement chaotique continu". Que signifient les mots "mouvement continu" ?
1) Les particules se déplacent toujours dans une certaine direction.
2) Le mouvement des particules de matière n'obéit à aucune loi.
3) Les particules se déplacent toutes ensemble dans un sens ou dans l'autre.
4) Le mouvement des molécules ne s'arrête jamais.
La solution: Les molécules se déplacent, en raison de collisions, la vitesse des molécules change constamment, nous ne pouvons donc pas calculer la vitesse et la direction de chaque molécule, mais nous pouvons calculer la vitesse quadratique moyenne des molécules, et elle est liée à la température, comme la température diminue, la vitesse des molécules diminue. On calcule que la température à laquelle le mouvement des molécules s'arrêtera est de -273 °C (la température la plus basse possible dans la nature). Mais ce n'est pas réalisable. ainsi les molécules ne cessent jamais de bouger.

§ 1. Mouvement thermique. température Dans le monde qui nous entoure, divers phénomènes physiques se produisent qui sont associés au réchauffement et au refroidissement des corps. Nous savons que lorsque l'eau froide est chauffée, elle devient d'abord chaude puis chaude. Avec des mots tels que «froid», «chaud» et «chaud», nous indiquons un degré différent d'échauffement des corps ou, comme on dit en physique, une température différente des corps. Température eau chaude au-dessus de la température froide. La température de l'air en été est plus élevée qu'en hiver. Exemples de phénomènes thermiques :
a - glace fondante; b - congélation de l'eau La température corporelle est mesurée avec un thermomètre et exprimée en degrés Celsius (°C). Vous savez déjà que la diffusion à plus haute température est plus rapide. Cela signifie que la vitesse de déplacement des molécules et la température sont liées. Lorsque la température augmente, la vitesse de déplacement des molécules augmente, lorsqu'elle diminue, elle diminue. Par conséquent, la température corporelle dépend de la vitesse de déplacement des molécules. L'eau chaude est composée des mêmes molécules que l'eau froide. La différence entre eux réside uniquement dans la vitesse de déplacement des molécules.Les phénomènes associés aux corps chauffants ou refroidissants, avec un changement de température, sont appelés thermiques. Ces phénomènes comprennent, par exemple, le chauffage et le refroidissement de l'air, la fonte de la glace, la fonte des métaux, etc. La fonte des métaux Les molécules ou atomes qui composent les corps sont en mouvement aléatoire continu. Leur nombre dans les corps qui nous entourent est très grand. Ainsi, dans un volume égal à 1 cm3 d'eau, il y a environ 3,34 1022 molécules. Chaque molécule se déplace le long d'une trajectoire très complexe. Cela est dû au fait que, par exemple, des particules de gaz se déplaçant à grande vitesse dans différentes directions entrent en collision les unes avec les autres et avec les parois de la cuve. En conséquence, ils changent de vitesse et continuent à se déplacer à nouveau. La figure 1 montre les trajectoires de particules microscopiques de peinture dissoutes dans l'eau. Riz. 1. La trajectoire du mouvement des microparticules de peinture dissoutes dans l'eau Puisque sa température est liée à la vitesse de mouvement des molécules du corps, le mouvement aléatoire des particules est appelé mouvement thermique. Dans les liquides, les molécules peuvent osciller, tourner et se déplacer les unes par rapport aux autres. À solides les molécules et les atomes oscillent autour de certaines positions moyennes.Toutes les molécules du corps participent au mouvement thermique, par conséquent, avec un changement dans la nature du mouvement thermique, l'état du corps et ses propriétés changent également. Ainsi, lorsque la température augmente, la glace commence à fondre et se transforme en liquide. Si la température du mercure, par exemple, est abaissée, il passe d'un liquide à un solide. réseau cristallin la glace La température corporelle est étroitement liée à l'énergie cinétique moyenne des molécules. Plus la température corporelle est élevée, plus l'énergie cinétique moyenne de ses molécules est élevée. Lorsque la température d'un corps diminue, l'énergie cinétique moyenne de ses molécules diminue.