Što je toplinsko kretanje? Koji su pojmovi povezani s njim? Toplinsko gibanje: unutarnja energija.

Što mislite što određuje brzinu otapanja šećera u vodi? Možete napraviti jednostavan eksperiment. Uzmite dva komada šećera i jedan bacite u čašu kipuće vode, a drugi u čašu hladne vode.

Vidjet ćete kako će se šećer u kipućoj vodi nekoliko puta brže otopiti nego u hladnoj. Uzrok otapanja je difuzija. To znači da se difuzija događa brže na višim temperaturama. Difuzija je uzrokovana kretanjem molekula. Stoga zaključujemo da se molekule brže kreću na višim temperaturama. Odnosno, brzina njihovog kretanja ovisi o temperaturi. Zato se nasumično kaotično gibanje molekula koje čine tijelo naziva toplinsko gibanje.

Toplinsko gibanje molekula

Kako temperatura raste, ona se povećava toplinsko kretanje molekule, svojstva materije se mijenjaju. Krutina se topi, pretvarajući se u tekućinu, tekućina isparava, pretvarajući se u plinovito stanje. Sukladno tome, ako se temperatura snizi, tada će se smanjiti i prosječna energija toplinskog gibanja molekula, pa će se procesi promjene agregacijskog stanja tijela odvijati u suprotnom smjeru: voda će se kondenzirati u tekućinu, tj. tekućina će se smrznuti, pretvarajući se u čvrsto stanje. Pritom uvijek govorimo o prosječnim vrijednostima temperature i molekularne brzine, jer uvijek postoje čestice s većim i manjim vrijednostima tih vrijednosti.

Molekule u tvarima kreću se, prolazeći određenu udaljenost, dakle, obavljaju neki posao. Odnosno, možemo govoriti o kinetičkoj energiji čestica. Kao rezultat njihove relativni položaj postoji i potencijalna energija molekula. Kada u pitanju o kinetičkoj i potencijalnoj energiji tijela, onda govorimo o postojanju ukupne mehaničke energije tijela. Ako čestice tijela imaju kinetičku i potencijalnu energiju, dakle, možemo govoriti o zbroju tih energija kao nezavisnoj veličini.

Unutarnja energija tijela

Razmotrimo primjer. Bacimo li elastičnu loptu na pod, tada se kinetička energija njezina kretanja potpuno pretvara u potencijalnu energiju u trenutku kada dodirne pod, a zatim ponovno prelazi u kinetičku energiju kada se odbije. Ako tešku željeznu loptu bacimo na tvrdu, neelastičnu podlogu, tada će lopta sletjeti bez odbijanja. Njegova kinetička i potencijalna energija nakon slijetanja bit će jednake nuli. Gdje je nestala energija? Je li upravo nestala? Pregledamo li loptu i podlogu nakon sudara, možemo vidjeti da se lopta malo spljoštila, na površini je ostala udubljenja, a obje su se lagano zagrijale. Odnosno, došlo je do promjene u rasporedu molekula tijela, a temperatura je također porasla. To znači da su se kinetička i potencijalna energija čestica tijela promijenile. Energija tijela nije nikuda otišla, prešao je u unutarnju energiju tijela. Unutarnja energija naziva se kinetička i potencijalna energija svih čestica tijela. Sudar tijela izazvao je promjenu unutarnje energije, ona se povećala, a mehanička se smanjila. U tome se sastoji

U svijetu oko nas postoje razne vrste fizičkih pojava koje su u izravnoj vezi promjena tjelesne temperature. Od djetinjstva to znamo hladna voda kada se zagrije, isprva postaje jedva toplo pa tek poslije Određeno vrijeme vruće.

Riječima kao što su “hladno”, “vruće”, “toplo” definiramo različite stupnjeve “zagrijavanja” tijela, odnosno, govoreći jezikom fizike, različite temperature tijela. Temperatura Topla voda malo toplije od hladne vode. Usporedimo li temperaturu ljetnog i zimskog zraka, razlika u temperaturi je očita.

Tjelesna temperatura mjeri se termometrom i izražava se u stupnjevima Celzijusa (°C).

Kao što je poznato, difuzija na višoj temperaturi je brža. Iz ovoga proizlazi da su brzina kretanja molekula i temperatura duboko međusobno povezane. Ako povećate temperaturu, tada će se povećati brzina kretanja molekula, ako je smanjite, ona će se smanjiti.

Dakle, zaključujemo: tjelesna temperatura izravno je povezana sa brzinom kretanja molekula.

Topla voda se sastoji od potpuno istih molekula kao i hladna voda. Razlika između njih je samo u brzini kretanja molekula.

Pojave koje su vezane uz zagrijavanje ili hlađenje tijela, promjenu temperature, nazivaju se toplinskim. To uključuje grijanje ili hlađenje zraka, topljenje metala, topljenje snijega.

Molekule ili atomi, koji su osnova svih tijela, nalaze se u beskrajnom kaotičnom kretanju. Broj takvih molekula i atoma u tijelima oko nas je ogroman. Volumen jednak 1 cm³ vode sadrži približno 3,34 x 10²² molekula. Svaka molekula ima vrlo složenu putanju kretanja. Na primjer, čestice plina koje se kreću velikom brzinom u različitim smjerovima mogu se sudarati i jedna s drugom i sa stijenkama posude. Tako mijenjaju brzinu i ponovno nastavljaju kretanje.

Slika #1 prikazuje nasumično kretanje čestica boje otopljenih u vodi.

Stoga donosimo još jedan zaključak: kaotično kretanje čestica koje čine tijela naziva se toplinsko gibanje.

Slučajnost je najvažnija karakteristika toplinskog kretanja. Jedan od najvažnijih dokaza za kretanje molekula je difuzija i Brownovo gibanje.(Brownovo gibanje je gibanje najmanjih čvrstih čestica u tekućini pod utjecajem molekularnih udara. Kako opažanje pokazuje, Brownovo gibanje ne može prestati).

U tekućinama, molekule mogu oscilirati, rotirati i kretati se u odnosu na druge molekule. Ako uzmemo čvrste tvari, onda u njima molekule i atomi vibriraju oko nekih prosječnih položaja.

U toplinskom gibanju molekula i atoma sudjeluju apsolutno sve molekule tijela, zbog čega se promjenom toplinskog gibanja mijenja i stanje samog tijela, njegova različita svojstva. Dakle, ako povećate temperaturu leda, on se počinje topiti, dok poprima potpuno drugačiji oblik - led postaje tekućina. Ako se, naprotiv, temperatura, na primjer, žive snizi, tada će ona promijeniti svoja svojstva i iz tekućine se pretvoriti u krutu tvar.

T tjelesna temperatura izravno ovisi o prosječnoj kinetičkoj energiji molekula. Izvlačimo očigledan zaključak: što je temperatura tijela viša, to je veća prosječna kinetička energija njegovih molekula. Obrnuto, kako se temperatura tijela smanjuje, prosječna kinetička energija njegovih molekula opada.

Ako imate bilo kakvih pitanja ili želite saznati više o toplinskom kretanju i temperaturi, registrirajte se na našoj web stranici i potražite pomoć učitelja.

Imate li kakvih pitanja? Ne znate kako napraviti domaću zadaću?
Za pomoć učitelja - registrirajte se.
Prva lekcija je besplatna!

stranice, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, potrebna je poveznica na izvor.

 Teorija: Atomi i molekule su u kontinuiranom toplinskom gibanju, kreću se nasumično, neprestano mijenjaju smjer i modul brzine zbog sudara.

Što je temperatura viša, to je veća brzina molekula. Kako temperatura pada, brzina molekula se smanjuje. Postoji temperatura, koja se naziva "apsolutna nula" - temperatura (-273 ° C) na kojoj se zaustavlja toplinsko kretanje molekula. Ali "apsolutna nula" je nedostižna.
Brownovo gibanje je nasumično kretanje mikroskopskih čestica čvrste tvari vidljive suspendiranih u tekućini ili plinu, uzrokovano toplinskim gibanjem čestica tekućine ili plina. Ovu pojavu prvi je uočio Robert Brown 1827. godine. Proučavao je pelud biljaka, koji je bio u vodenom okolišu. Brown je primijetio da se pelud cijelo vrijeme pomiče, a što je temperatura viša, to je brža brzina pomaka peludi. Sugerirao je da je kretanje peludi posljedica činjenice da molekule vode udaraju o pelud i tjeraju ga da se kreće.

Difuzija je proces međusobnog prodiranja molekula jedne tvari u praznine između molekula druge tvari.

Primjer brownovsko gibanje je
1) nasumično kretanje peluda u kapi vode
2) nasumično kretanje mušica ispod fenjera
3) otapanje čvrste tvari u tekućinama
4) prodor hranjive tvari od tla do korijena biljke
Odluka: iz definicije Brownovog gibanja jasno je da je točan odgovor 1. Polen se giba nasumično zbog činjenice da ga molekule vode udaraju. Nepravilno kretanje mušica ispod svjetiljke nije prikladno, budući da mušice same biraju smjer kretanja, posljednja dva odgovora su primjeri difuzije.
Odgovor: 1.

Prvi zadatak iz fizike (riješit ću ispit): Koja od sljedećih izjava je(je) točna?
A. Molekule ili atomi u tvari su u kontinuiranom toplinskom gibanju, a jedan od argumenata u prilog tome je i fenomen difuzije.
B. Molekule ili atomi u materiji su u kontinuiranom toplinskom gibanju, a dokaz tome je fenomen konvekcije.
1) samo A
2) samo B
3) i A i B
4) ni A ni B
Odluka: Difuzija je proces međusobnog prodiranja molekula jedne tvari u praznine između molekula druge tvari. Prva tvrdnja je točna, Konvencija je prijenos unutarnje energije sa slojevima tekućine ili plina, ispada da druga tvrdnja nije točna.
Odgovor: 1.

Oge zadatak iz fizike (fipi): 2) Olovna kugla se zagrijava u plamenu svijeće. Kako se mijenja volumen balona tijekom zagrijavanja? Prosječna brzina kretanje njegovih molekula?
Uspostaviti korespondenciju između fizikalnih veličina i njihovih mogućih promjena.
Za svaku vrijednost odredite odgovarajuću prirodu promjene:
1) povećava
2) smanjuje se
3) ne mijenja se
Upišite u tablicu odabrane brojeve za svaki fizička veličina. Brojevi u odgovoru se mogu ponoviti.
Rješenje (Hvala Mileni): 2) 1. Volumen lopte će se povećati zbog činjenice da će se molekule početi brže kretati.
2. Brzina molekula pri zagrijavanju će se povećati.
Odgovor: 11.

Vježbajte demo verzija OGE 2019: Jedna od odredbi molekularno-kinetičke teorije strukture materije je da su "čestice materije (molekule, atomi, ioni) u neprekidnom kaotičnom gibanju". Što znače riječi "neprekidno kretanje"?
1) Čestice se uvijek kreću u određenom smjeru.
2) Kretanje čestica materije ne podliježe nikakvim zakonima.
3) Sve čestice se kreću zajedno u jednom ili drugom smjeru.
4) Kretanje molekula nikada ne prestaje.
Odluka: Molekule se kreću, zbog sudara se brzina molekula stalno mijenja, pa ne možemo izračunati brzinu i smjer svake molekule, ali možemo izračunati srednju kvadratnu brzinu molekula, a ona je povezana s temperaturom, kao temperatura se smanjuje, brzina molekula se smanjuje. Računa se da je temperatura na kojoj će prestati kretanje molekula -273 °C (najniža moguća temperatura u prirodi). Ali to nije ostvarivo. pa se molekule nikad ne prestaju kretati.

§ 1. Toplinsko gibanje. temperatura U svijetu oko nas javljaju se razne fizikalne pojave koje su povezane s zagrijavanjem i hlađenjem tijela. Znamo da kada se zagrije hladna voda, ona prvo postaje topla, a zatim vruća. Riječima kao što su "hladno", "toplo" i "vruće" ukazujemo na različit stupanj zagrijavanja tijela, ili, kako kažu u fizici, na različitu temperaturu tijela. Temperatura Vruća voda iznad hladne temperature. Temperatura zraka ljeti je viša nego zimi. Primjeri toplinskih pojava:
a - topljenje leda; b - smrzavanje vode Tjelesna temperatura mjeri se termometrom i izražava u stupnjevima Celzijusa (°C). Već znate da je difuzija na višoj temperaturi brža. To znači da su brzina kretanja molekula i temperatura povezane. Kada temperatura raste, brzina kretanja molekula raste, kada se smanjuje, smanjuje se. Stoga tjelesna temperatura ovisi o brzini kretanja molekula. Topla voda se sastoji od istih molekula kao i hladna voda. Razlika između njih leži samo u brzini kretanja molekula.Pojave povezane s zagrijavanjem ili hlađenjem tijela, uz promjenu temperature, nazivaju se toplinskim. Takve pojave uključuju, na primjer, zagrijavanje i hlađenje zraka, otapanje leda, topljenje metala itd. Taljenje metala Molekule ili atomi koji čine tijela su u kontinuiranom nasumičnom gibanju. Njihov broj u tijelima oko nas je vrlo velik. Dakle, u volumenu jednakom 1 cm3 vode nalazi se oko 3,34 1022 molekula. Svaka molekula kreće se po vrlo složenoj putanji. To je zbog činjenice da se, na primjer, čestice plina koje se kreću velikom brzinom u različitim smjerovima sudaraju jedna s drugom i sa stijenkama posude. Kao rezultat toga, mijenjaju brzinu i ponovno se nastavljaju kretati. Slika 1 prikazuje putanje mikroskopskih čestica boje otopljene u vodi. Riža. 1. Putanja kretanja mikročestica boje otopljenih u vodi Budući da je njegova temperatura povezana s brzinom kretanja tjelesnih molekula, nasumično kretanje čestica naziva se toplinsko kretanje. U tekućinama, molekule mogu oscilirati, rotirati i kretati se jedna u odnosu na drugu. NA čvrste tvari molekule i atomi vibriraju oko nekih prosječnih položaja.U toplinskom gibanju sudjeluju sve molekule tijela, pa se s promjenom prirode toplinskog gibanja mijenja i stanje tijela i njegova svojstva. Dakle, kada temperatura poraste, led se počinje topiti, pretvarajući se u tekućinu. Ako se temperatura npr. žive snizi, ona se iz tekućine pretvara u krutu tvar. kristalna rešetka led Tjelesna temperatura usko je povezana s prosječnom kinetičkom energijom molekula. Što je temperatura tijela viša, to je veća prosječna kinetička energija njegovih molekula. Kako temperatura tijela opada, prosječna kinetička energija njegovih molekula opada.