Ինչու ջերմային շարժում: ջերմային շարժում

 Տեսություն:Ատոմները և մոլեկուլները գտնվում են շարունակական ջերմային շարժման մեջ, շարժվում են պատահական, անընդհատ փոխում են ուղղությունը և արագության մոդուլը բախումների պատճառով։

Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան բարձր է մոլեկուլների արագությունը: Ջերմաստիճանի նվազման հետ մոլեկուլների արագությունը նվազում է։ Կա ջերմաստիճան, որը կոչվում է «բացարձակ զրո» - ջերմաստիճանը (-273 ° C), որի ժամանակ կանգ է առնում. ջերմային շարժումմոլեկուլները. Բայց «բացարձակ զրո»-ն անհասանելի է։
Բրաունյան շարժում- հեղուկի կամ գազի մեջ տեսանելի պինդ նյութի մանրադիտակային մասնիկների քաոսային շարժումը, որը առաջանում է հեղուկի կամ գազի մասնիկների ջերմային շարժման հետևանքով. Այս երեւույթն առաջին անգամ նկատվել է 1827 թվականին Ռոբերտ Բրաունի կողմից։ Նա ուսումնասիրել է բույսերի ծաղկափոշին, որը գտնվում էր ջրային միջավայրում։ Բրաունը նկատեց, որ ծաղկափոշին անընդհատ տեղաշարժվում է ժամանակի ընթացքում, և որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան ավելի արագ է ծաղկափոշու տեղափոխման արագությունը: Նա ենթադրեց, որ ծաղկափոշու շարժումը պայմանավորված է նրանով, որ ջրի մոլեկուլները հարվածում են ծաղկափոշին և ստիպում շարժվել:

Դիֆուզիան մի նյութի մոլեկուլների փոխադարձ ներթափանցման գործընթացն է մեկ այլ նյութի մոլեկուլների միջև եղած բացերի մեջ:

Բրոունյան շարժման օրինակ է
1) ծաղկափոշու պատահական շարժումը ջրի մեջ
2) լապտերի տակ միջնորմների պատահական շարժում
3) տարրալուծում պինդ նյութերհեղուկների մեջ
4) ներթափանցում սննդանյութերհողից մինչև բույսերի արմատները
Որոշում:Բրաունյան շարժման սահմանումից պարզ է դառնում, որ ճիշտ պատասխանը 1 է: Ծաղկափոշին պատահականորեն շարժվում է այն պատճառով, որ ջրի մոլեկուլները հարվածում են դրան: Լամպի տակ միջնորմների անկանոն շարժումը հարմար չէ, քանի որ միջնորմներն իրենք են ընտրում շարժման ուղղությունը, վերջին երկու պատասխանները դիֆուզիայի օրինակներ են:
Պատասխան. 1.

Oge-ի առաջադրանք ֆիզիկայից (ես կլուծեմ քննությունը).Հետևյալ պնդումներից ո՞րն է ճիշտ.
Ա. Մի նյութի մոլեկուլները կամ ատոմները գտնվում են շարունակական ջերմային շարժման մեջ, և դրա օգտին փաստարկներից մեկը դիֆուզիայի երևույթն է:
Բ. Նյութի մոլեկուլները կամ ատոմները անընդհատ ջերմային շարժման մեջ են, և դրա ապացույցը կոնվեկցիայի ֆենոմենն է։
1) միայն Ա
2) միայն Բ
3) և՛ A, և՛ B
4) ոչ A, ոչ B
Որոշում:Դիֆուզիան մի նյութի մոլեկուլների փոխադարձ ներթափանցման գործընթացն է մեկ այլ նյութի մոլեկուլների միջև եղած բացերի մեջ: Առաջին պնդումը ճիշտ է, Կոնվենցիան փոխանցում է ներքին էներգիահեղուկի կամ գազի շերտերով, պարզվում է, որ երկրորդ պնդումը ճիշտ չէ։
Պատասխան. 1.

Oge հանձնարարություն ֆիզիկայում (fipi): 2) Կապարի գնդակը տաքացվում է մոմի բոցի մեջ: Ինչպե՞ս է փոխվում օդապարիկի ծավալը տաքացման ժամանակ: Միջին արագությունընրա մոլեկուլների շարժումը.
Համապատասխանություն հաստատել ֆիզիկական մեծությունների և դրանց հնարավոր փոփոխությունների միջև:
Յուրաքանչյուր արժեքի համար որոշեք փոփոխության համապատասխան բնույթը.
1) ավելանում է
2) նվազում է
3) չի փոխվում
Աղյուսակում գրեք յուրաքանչյուրի համար ընտրված թվերը ֆիզիկական քանակություն. Պատասխանի համարները կարող են կրկնվել:
Լուծում (Միլենայի շնորհիվ). 2) 1. Գնդիկի ծավալը կմեծանա այն պատճառով, որ մոլեկուլները կսկսեն ավելի արագ շարժվել։
2. Տաքացման ժամանակ մոլեկուլների արագությունը կաճի։
Պատասխան. 11.

Զորավարժություններ դեմո տարբերակ OGE 2019:Նյութի կառուցվածքի մոլեկուլային-կինետիկ տեսության դրույթներից մեկն այն է, որ «նյութի մասնիկները (մոլեկուլներ, ատոմներ, իոններ) գտնվում են շարունակական քաոսային շարժման մեջ»։ Ի՞նչ են նշանակում «շարունակական շարժում» բառերը:
1) Մասնիկները միշտ շարժվում են որոշակի ուղղությամբ:
2) Նյութի մասնիկների շարժումը չի ենթարկվում ոչ մի օրենքի.
3) Մասնիկները բոլորը միասին շարժվում են այս կամ այն ​​ուղղությամբ:
4) Մոլեկուլների շարժումը երբեք չի դադարում.
Որոշում:Մոլեկուլները շարժվում են, բախումների պատճառով մոլեկուլների արագությունը անընդհատ փոխվում է, ուստի մենք չենք կարող հաշվարկել յուրաքանչյուր մոլեկուլի արագությունն ու ուղղությունը, բայց կարող ենք հաշվարկել մոլեկուլների միջին քառակուսի արագությունը, և դա կապված է ջերմաստիճանի հետ, ինչպես. ջերմաստիճանը նվազում է, մոլեկուլների արագությունը՝ նվազում։ Հաշվարկված է, որ ջերմաստիճանը, որի դեպքում մոլեկուլների շարժումը կդադարի, -273 °C է (բնության մեջ հնարավոր ամենացածր ջերմաստիճանը)։ Բայց դա հասանելի չէ։ այնպես որ մոլեկուլները երբեք չեն դադարում շարժվել:

Թեմաներ ՕԳՏԱԳՈՐԾԵԼ կոդավորիչ: ատոմների և նյութի մոլեկուլների ջերմային շարժում, Բրոունյան շարժում, դիֆուզիա, նյութի մասնիկների փոխազդեցություն, ատոմիստական ​​տեսության փորձարարական ապացույցներ։

Ամերիկացի մեծ ֆիզիկոս Ռիչարդ Ֆեյնմանը, ով հայտնի Ֆեյնմանի ֆիզիկայի դասախոսությունների հեղինակն է, գրել է հետևյալ ուշագրավ խոսքերը.

– Եթե ինչ-որ գլոբալ աղետի արդյունքում ամբողջ կուտակվածը գիտական ​​գիտելիքներկկործանվեր և միայն մեկ արտահայտություն կփոխանցվեր կենդանի էակների գալիք սերունդներին, այնուհետև ինչ հայտարարություն, որը կազմված էր. նվազագույն քանակբառերը, կբերե՞ն առավելագույն տեղեկատվություն: Կարծում եմ՝ դա է ատոմային վարկած(կարելի է դա անվանել ոչ թե վարկած, այլ փաստ, բայց դա ոչինչ չի փոխում). բոլոր մարմինները կազմված են փոքր մարմինների ատոմներից, որոնք անընդհատ շարժման մեջ են, ձգվում են փոքր հեռավորության վրա, բայց վանում են, եթե դրանցից մեկը սեղմված մյուսին ավելի մոտ: Այդ մեկ նախադասությունը... անհավատալի քանակությամբ տեղեկատվություն է պարունակում աշխարհի մասին, պարզապես պետք է մի փոքր երևակայություն և մի փոքր նկատառում կիրառել դրա նկատմամբ:

Այս բառերը պարունակում են նյութի կառուցվածքի մոլեկուլային-կինետիկ տեսության (ՄԿՏ) էությունը։ Մասնավորապես, MKT-ի հիմնական դրույթները հետևյալ երեք հայտարարություններն են.

1. Ցանկացած նյութ բաղկացած է մոլեկուլների և ատոմների ամենափոքր մասնիկներից։ Դրանք տեղակայված են տարածության մեջ, այսինքն՝ միմյանցից որոշակի հեռավորության վրա։
2. Նյութի ատոմները կամ մոլեկուլները պատահական շարժման վիճակում են (այդ շարժումը կոչվում է ջերմային շարժում), որը երբեք չի դադարում։
3. Նյութի ատոմները կամ մոլեկուլները փոխազդում են միմյանց հետ ձգողականության և վանման ուժերով, որոնք կախված են մասնիկների միջև եղած հեռավորություններից։

Այս դրույթները բազմաթիվ դիտարկումների և փորձարարական փաստերի ընդհանրացում են: Եկեք մանրամասն նայենք այս դրույթներին և բերենք դրանց փորձարարական հիմնավորումը։

Օրինակ, ջրի մոլեկուլ է, որը բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից: Այն բաժանելով ատոմների՝ մենք այլեւս գործ չենք ունենա «ջուր» կոչվող նյութի հետ։ Այնուհետև, ատոմները և բաղադրիչ մասերի բաժանելով, մենք ստանում ենք պրոտոնների, նեյտրոնների և էլեկտրոնների մի շարք և դրանով իսկ կորցնում ենք տեղեկատվությունը, որ սկզբում դրանք եղել են ջրածին և թթվածին:

Ատոմները և մոլեկուլները կոչվում են պարզ մասնիկներնյութեր. Թե կոնկրետ ինչ է մասնիկը` ատոմ կամ մոլեկուլ, յուրաքանչյուր կոնկրետ դեպքում դժվար չէ որոշել: Եթե ​​խոսքը վերաբերում է քիմիական տարր, ապա մասնիկը կլինի ատոմ; եթե դիտարկվի բարդ նյութ, ապա նրա մասնիկը մի քանի ատոմներից բաղկացած մոլեկուլ է։

Ավելին, MKT-ի առաջին առաջարկությունը նշում է, որ նյութի մասնիկները անընդհատ տարածություն չեն լրացնում: Մասնիկները դասավորված են դիսկրետ կերպով, այսինքն՝ առանձին կետերում։ Մասնիկների միջև կան բացեր, որոնց չափերը կարող են տարբեր լինել որոշակի սահմաններում։

ՄԿՏ-ի առաջին դիրքի օգտին է ֆենոմենը ջերմային ընդլայնումհեռ. Մասնավորապես, երբ տաքացվում է, նյութի մասնիկների միջև հեռավորությունները մեծանում են, իսկ մարմնի չափերը՝ մեծանում։ Սառչելիս, ընդհակառակը, մասնիկների միջեւ հեռավորությունները նվազում են, ինչի արդյունքում մարմինը կծկվում է։

MKT-ի առաջին դիրքի վառ հաստատումն է նաև դիֆուզիոն- հարակից նյութերի փոխադարձ ներթափանցում միմյանց մեջ.

Օրինակ, նկ. 1-ը ցույց է տալիս հեղուկի մեջ դիֆուզիայի գործընթացը: Լուծված նյութի մասնիկները տեղադրվում են մի բաժակ ջրի մեջ և գտնվում են նախ ապակու վերին ձախ մասում։ Ժամանակի ընթացքում մասնիկները շարժվում են (ինչպես ասում են. ցրված) բարձր կոնցենտրացիայի տարածքից դեպի ցածր կենտրոնացվածության տարածք: Ի վերջո, մասնիկների կոնցենտրացիան ամենուր նույնն է դառնում՝ մասնիկները հավասարաչափ բաշխվում են հեղուկի ողջ ծավալով։

Բրինձ. 1. Դիֆուզիոն հեղուկի մեջ

Ինչպե՞ս բացատրել դիֆուզիան մոլեկուլային-կինետիկ տեսության տեսանկյունից: Շատ պարզ՝ մի նյութի մասնիկները ներթափանցում են մեկ այլ նյութի մասնիկների միջև եղած բացերը։ Դիֆուզիան այնքան արագ է ընթանում, այնքան մեծ են այդ բացերը, հետևաբար գազերը ամենահեշտ են խառնվում միմյանց հետ (որում մասնիկների միջև հեռավորությունները շատ են ավելի շատ չափսերմասնիկներն իրենք են):

Ատոմների և մոլեկուլների ջերմային շարժում

Եվս մեկ անգամ հիշեք MKT-ի երկրորդ դրույթի ձևակերպումը. նյութի մասնիկները կատարում են պատահական շարժում (նաև կոչվում է ջերմային շարժում), որը երբեք չի դադարում:

MKT-ի երկրորդ դիրքի փորձարարական հաստատումը դարձյալ դիֆուզիայի երևույթն է, քանի որ մասնիկների փոխադարձ ներթափանցումը հնարավոր է միայն նրանց շարունակական շարժմամբ։ Բայց նյութի մասնիկների հավերժական քաոսային շարժման ամենավառ ապացույցն է Բրաունյան շարժում. Սա շարունակական անկանոն շարժման անվանումն է Բրաունի մասնիկներ- փոշու մասնիկներ կամ հատիկներ (սմ չափի) կախված հեղուկի կամ գազի մեջ.

Բրոունյան շարժումն իր անունը ստացել է ի պատիվ շոտլանդացի բուսաբան Ռոբերտ Բրաունի, ով մանրադիտակի միջոցով տեսել է ջրի մեջ կախված ծաղկափոշու մասնիկների շարունակական պարը: Որպես ապացույց, որ այս շարժումը հավերժ է տևում, Բրաունը գտավ որձաքարի մի կտոր ջրով լցված խոռոչով: Չնայած այն հանգամանքին, որ ջուրն այնտեղ է հասել միլիոնավոր տարիներ առաջ, այնտեղ հասած շիթերը շարունակել են իրենց շարժումը, ինչը ոչնչով չի տարբերվում այն ​​ամենից, ինչ նկատվել է այլ փորձերի ժամանակ:

Բրոունյան շարժման պատճառն այն է, որ կասեցված մասնիկը զգում է հեղուկ (գազի) մոլեկուլների չփոխհատուցվող ազդեցությունները, և մոլեկուլների քաոսային շարժման պատճառով առաջացող ազդեցության մեծությունն ու ուղղությունը բացարձակապես անկանխատեսելի են: Հետևաբար, Բրոունյան մասնիկը նկարագրում է բարդ զիգզագային հետագծեր (նկ. 2):

Բրինձ. 2. Բրոունյան շարժում

Ի դեպ, Բրոունյան շարժումը կարող է համարվել նաև որպես մոլեկուլների գոյության փաստի ապացույց, այսինքն՝ այն կարող է ծառայել նաև որպես MKT-ի առաջին դիրքի փորձարարական հիմնավորում։

Նյութի մասնիկների փոխազդեցությունը

MKT-ի երրորդ դիրքը խոսում է նյութի մասնիկների փոխազդեցության մասին. ատոմները կամ մոլեկուլները փոխազդում են միմյանց հետ ձգողականության և վանման ուժերով, որոնք կախված են մասնիկների միջև եղած հեռավորությունից. հեռավորությունների մեծացմանը զուգընթաց սկսում են գերակշռել ձգողական ուժերը, իսկ հեռավորությունների նվազումով՝ վանող ուժերը։

ՄԿՏ-ի երրորդ դիրքի վավերականության մասին են վկայում մարմինների դեֆորմացիաներից առաջացող առաձգական ուժերը։ Երբ մարմինը ձգվում է, նրա մասնիկների միջև հեռավորությունները մեծանում են, և մասնիկների միմյանց ձգող ուժերը սկսում են գերակշռել։ Երբ մարմինը սեղմվում է, մասնիկների միջև հեռավորությունները նվազում են, և արդյունքում գերակշռում են վանող ուժերը։ Երկու դեպքում էլ առաձգական ուժն ուղղված է դեֆորմացմանը հակառակ ուղղությամբ։

Միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերի գոյության մեկ այլ հաստատում նյութի երեք ագրեգատային վիճակների առկայությունն է։

Գազերում մոլեկուլները միմյանցից բաժանվում են իրենց մոլեկուլների չափսերը զգալիորեն գերազանցող հեռավորություններով (օդում նորմալ պայմաններում մոտ 1000 անգամ)։ Նման հեռավորությունների վրա մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժերը գործնականում բացակայում են, հետևաբար գազերը զբաղեցնում են նրանց տրամադրված ամբողջ ծավալը և հեշտությամբ սեղմվում են։

Հեղուկների մեջ մոլեկուլների միջև տարածությունները համեմատելի են մոլեկուլների չափերի հետ: Մոլեկուլային ձգողականության ուժերը շատ շոշափելի են և ապահովում են հեղուկների կողմից ծավալի պահպանումը։ Բայց այս ուժերը բավականաչափ ուժեղ չեն, որպեսզի հեղուկները պահպանեն իրենց ձևը. հեղուկները, ինչպես գազերը, ստանում են անոթի ձև:

Պինդ մարմիններում մասնիկների միջև ձգողական ուժերը շատ ուժեղ են՝ պինդ մարմինները պահպանում են ոչ միայն ծավալը, այլև ձևը։

Նյութի անցումը ագրեգացման մի վիճակից մյուսին արդյունք է նյութի մասնիկների փոխազդեցության ուժերի մեծության փոփոխության։ Մասնիկներն իրենք են մնում անփոփոխ։

«Ջերմային շարժում» թեման ուսումնասիրելու համար պետք է կրկնել.

Մեզ շրջապատող աշխարհում տեղի են ունենում տարբեր տեսակի ֆիզիկական երևույթներ, որոնք անմիջականորեն կապված են մարմինների ջերմաստիճանի փոփոխության հետ։

Մանկուց հիշում ենք, որ լճում ջուրը սկզբում սառն է, հետո հազիվ տաք, և միայն որոշ ժամանակ անց պիտանի է դառնում լողի համար։

«Սառը», «տաք», «մի փոքր տաք» բառերով մենք սահմանում ենք մարմինների «տաքացման» տարբեր աստիճաններ կամ, ֆիզիկայի լեզվով ասած, մարմինների տարբեր ջերմաստիճաններ։

Եթե ​​համեմատենք ամռանը լճի ջերմաստիճանը և ուշ աշուն, տարբերությունն ակնհայտ է. Ջերմաստիճանը տաք ջուրսառցե ջրի ջերմաստիճանից մի փոքր ավելի բարձր:

Ինչպես հայտնի է, ավելի բարձր ջերմաստիճանում դիֆուզիան ավելի արագ է տեղի ունենում։ Այստեղից հետևում է, որ մոլեկուլների շարժման արագությունն ու ջերմաստիճանը խորապես փոխկապակցված են։

Փորձ. Վերցրեք երեք բաժակ և լցրեք դրանք սառը, տաք և տաք ջուր, իսկ հիմա թեյի տոպրակ դրեք յուրաքանչյուր բաժակի մեջ և դիտեք, թե ինչպես է փոխվում ջրի գույնը։ Որտե՞ղ է առավել ինտենսիվ տեղի ունենալու այս փոփոխությունը։

Եթե ​​բարձրացնեք ջերմաստիճանը, ապա մոլեկուլների շարժման արագությունը կմեծանա, եթե նվազեցնեք՝ կնվազի։ Այսպիսով, մենք եզրակացնում ենք. մարմնի ջերմաստիճանը ուղղակիորեն կապված է մոլեկուլների շարժման արագության հետ:

Տաք ջուրը բաղկացած է ճիշտ նույն մոլեկուլներից, ինչ սառը ջուրը։ Նրանց տարբերությունը միայն մոլեկուլների շարժման արագության մեջ է։

Երևույթները, որոնք կապված են մարմինների տաքացման կամ սառեցման, ջերմաստիճանի փոփոխության հետ, կոչվում են ջերմային։ Դրանք ներառում են ջեռուցում կամ հովացում, ոչ միայն հեղուկ մարմիններայլեւ գազային եւ պինդ օդը։

Ջերմային երևույթների այլ օրինակներ՝ մետաղների հալում, ձյան հալում։

Մոլեկուլները կամ ատոմները, որոնք բոլոր մարմինների հիմքն են, գտնվում են անվերջ քաոսային շարժման մեջ։ Տարբեր մարմիններում մոլեկուլների շարժումը տեղի է ունենում տարբեր ձևերով: Գազերի մոլեկուլները պատահականորեն շարժվում են մեծ արագությամբ շատ բարդ հետագծով:Բախվելով՝ նրանք ցատկում են միմյանցից՝ փոխելով արագությունների մեծությունն ու ուղղությունը։

Հեղուկի մոլեկուլները տատանվում են հավասարակշռության դիրքերի շուրջ (քանի որ դրանք գտնվում են գրեթե մոտ միմյանց) և համեմատաբար հազվադեպ են ցատկում մի հավասարակշռության դիրքից մյուսը։ Հեղուկների մեջ մոլեկուլների շարժումն ավելի քիչ ազատ է, քան գազերում, բայց ավելի ազատ է, քան պինդ մարմիններում:

Պինդ մարմիններում մոլեկուլները և ատոմները տատանվում են որոշակի միջին դիրքերի շուրջ։

Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, մասնիկների արագությունը մեծանում է, Ահա թե ինչու Մասնիկների քաոսային շարժումը սովորաբար կոչվում է ջերմային:

Հետաքրքիր է.

Ո՞րն է ճշգրիտ բարձրությունը Էյֆելյան աշտարակ? Եվ դա կախված է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից:

Բանն այն է, որ աշտարակի բարձրությունը տատանվում է 12 սանտիմետրով։

իսկ ճառագայթների ջերմաստիճանը կարող է հասնել մինչև 40 աստիճան Ցելսիուսի:

Եվ ինչպես գիտեք, նյութերը կարող են ընդլայնվել բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ։

Պատահականությունը ջերմային շարժման ամենակարևոր հատկանիշն է: Մոլեկուլների շարժման ամենակարևոր ապացույցներից են դիֆուզիան և Բրոունյան շարժումը։ (Բրաունյան շարժումը հեղուկի մեջ ամենափոքր պինդ մասնիկների շարժումն է մոլեկուլային ազդեցությունների ազդեցության տակ։ Ինչպես ցույց է տալիս դիտարկումը, Բրոունյան շարժումը չի կարող կանգ առնել)։ Բրոունյան շարժումը հայտնաբերել է անգլիացի բուսաբան Ռոբերտ Բրաունը (1773-1858):

Մարմնի բացարձակապես բոլոր մոլեկուլները մասնակցում են մոլեկուլների և ատոմների ջերմային շարժմանը, այդ իսկ պատճառով ջերմային շարժման փոփոխությամբ փոխվում է նաև մարմնի վիճակը, նրա տարբեր հատկությունները։

Դիտարկենք, թե ինչպես են ջրի հատկությունները փոխվում ջերմաստիճանի հետ:

Մարմնի ջերմաստիճանը ուղղակիորեն կախված է մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիայից։ Մենք ակնհայտ եզրակացություն ենք անում՝ որքան բարձր է մարմնի ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է նրա մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիան։ Ընդհակառակը, երբ մարմնի ջերմաստիճանը նվազում է, նրա մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիան նվազում է:

Ջերմաստիճանը - արժեք, որը բնութագրում է մարմնի ջերմային վիճակը կամ այլ կերպ մարմնի «տաքացման» չափանիշ:

Որքան բարձր է մարմնի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի շատ էներգիա ունեն նրա ատոմներն ու մոլեկուլները միջինում։

Ջերմաստիճանը չափվում է ջերմաչափեր, այսինքն. ջերմաստիճանի չափման գործիքներ

Ջերմաստիճանը ուղղակիորեն չի չափվում: Չափված արժեքը կախված է ջերմաստիճանից:

Ներկայումս գործում են հեղուկ և էլեկտրական ջերմաչափեր։

Ժամանակակից հեղուկ ջերմաչափերալկոհոլի կամ սնդիկի ծավալն է։ Ջերմաչափը չափում է իր ջերմաստիճանը: Եվ եթե ուզում ենք ջերմաչափով չափել ինչ-որ այլ մարմնի ջերմաստիճանը, ապա պետք է սպասենք, մինչև մարմնի և ջերմաչափի ջերմաստիճանները հավասարվեն, այսինքն. Ջերմային հավասարակշռությունը կգա ջերմաչափի և մարմնի միջև: Տնային ջերմաչափ «ջերմաչափին» ժամանակ է պետք տալու համար ավելի ճիշտ նշանակում էհիվանդի ջերմաստիճանը.

Սա ջերմային հավասարակշռության օրենքն է.

մեկուսացված մարմինների ցանկացած խմբի դեպքում որոշ ժամանակ անց ջերմաստիճանը դառնում է նույնը,

դրանք. առաջանում է ջերմային հավասարակշռության վիճակ.

Մարմնի ջերմաստիճանը չափվում է ջերմաչափով և առավել հաճախ արտահայտվում է Ցելսիուսի աստիճաններ(°C): Կան նաև այլ չափման միավորներ՝ Ֆարենհեյթ, Քելվին և Ռոմուր։

Ֆիզիկոսների մեծ մասը ջերմաստիճանը չափում է Քելվինի սանդղակով: Ցելսիուսի 0 աստիճան = 273 աստիճան Կելվին

Ի՞նչ եք կարծում, ի՞նչն է որոշում ջրի մեջ շաքարի լուծարման արագությունը: Դուք կարող եք կատարել մի պարզ փորձ. Վերցրեք երկու կտոր շաքարավազ և մեկը լցրեք մի բաժակ եռման ջրի մեջ, մյուսը մի բաժակ սառը ջրի մեջ։

Դուք կտեսնեք, թե ինչպես է եռացող ջրի մեջ շաքարը մի քանի անգամ ավելի արագ կլուծվի, քան սառը ջրում։ Տարրալուծման պատճառը դիֆուզիան է։ Սա նշանակում է, որ դիֆուզիան ավելի արագ է տեղի ունենում բարձր ջերմաստիճաններում: Դիֆուզիան առաջանում է մոլեկուլների շարժումից։ Հետևաբար, մենք եզրակացնում ենք, որ մոլեկուլներն ավելի արագ են շարժվում բարձր ջերմաստիճաններում: Այսինքն՝ դրանց շարժման արագությունը կախված է ջերմաստիճանից։ Այդ իսկ պատճառով մարմինը կազմող մոլեկուլների պատահական քաոսային շարժումը կոչվում է ջերմային շարժում։

Մոլեկուլների ջերմային շարժում

Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մոլեկուլների ջերմային շարժումը մեծանում է, և նյութի հատկությունները փոխվում են։ Պինդը հալվում է՝ վերածվելով հեղուկի, հեղուկը գոլորշիանում է՝ վերածվելով գազային վիճակի։ Համապատասխանաբար, եթե ջերմաստիճանը իջեցվի, ապա մոլեկուլների ջերմային շարժման միջին էներգիան նույնպես կնվազի, և համապատասխանաբար, մարմինների ագրեգացման վիճակի փոփոխման գործընթացները տեղի կունենան հակառակ ուղղությամբ. ջուրը կխտանա հեղուկի, հեղուկը կսառչի՝ վերածվելով պինդ վիճակի։ Միևնույն ժամանակ, մենք միշտ խոսում ենք ջերմաստիճանի և մոլեկուլային արագության միջին արժեքների մասին, քանի որ միշտ կան մասնիկներ՝ այդ արժեքների ավելի ու ավելի փոքր արժեքներով:

Նյութերի մոլեկուլները շարժվում են՝ անցնելով որոշակի հեռավորություն, հետևաբար, որոշակի աշխատանք են կատարում։ Այսինքն՝ կարելի է խոսել մասնիկների կինետիկ էներգիայի մասին։ Դրանց արդյունքում հարաբերական դիրքկա նաև մոլեկուլների պոտենցիալ էներգիա։ Երբ հարցականի տակմարմինների կինետիկ և պոտենցիալ էներգիայի մասին, ապա խոսքը մարմինների ընդհանուր մեխանիկական էներգիայի գոյության մասին է։ Եթե ​​մարմնի մասնիկները ունեն կինետիկ և պոտենցիալ էներգիա, հետևաբար, կարելի է խոսել այդ էներգիաների գումարի մասին՝ որպես անկախ մեծություն։

Մարմնի ներքին էներգիան

Դիտարկենք մի օրինակ։ Եթե ​​առաձգական գնդիկը գցենք հատակին, ապա դրա շարժման կինետիկ էներգիան հատակին դիպչելու պահին ամբողջությամբ վերածվում է պոտենցիալ էներգիայի, այնուհետև նորից անցնում է կինետիկ էներգիայի, երբ այն ցատկում է: Եթե ​​մենք ծանր երկաթե գունդ գցենք կոշտ, ոչ առաձգական մակերեսի վրա, ապա գնդակը վայրէջք կկատարի առանց ցատկելու: Նրա կինետիկ և պոտենցիալ էներգիաները վայրէջքից հետո հավասար կլինեն զրոյի։ Ո՞ւր կորավ էներգիան: Արդյո՞ք նա պարզապես անհետացել է: Եթե ​​բախումից հետո զննենք գնդակը և մակերեսը, ապա կտեսնենք, որ գնդակը մի փոքր հարթվել է, մակերեսի վրա փորվածք է մնացել, և երկուսն էլ մի փոքր տաքացել են։ Այսինքն՝ տեղի է ունեցել մարմինների մոլեկուլների դասավորության փոփոխություն, բարձրացել է նաեւ ջերմաստիճանը։ Սա նշանակում է, որ փոխվել են մարմնի մասնիկների կինետիկ և պոտենցիալ էներգիաները։ Մարմնի էներգիան ոչ մի տեղ չի գնացել, այն անցել է մարմնի ներքին էներգիայի մեջ։ Ներքին էներգիան կոչվում է մարմնի բոլոր մասնիկների կինետիկ և պոտենցիալ էներգիա։ Մարմինների բախումն առաջացրել է ներքին էներգիայի փոփոխություն, այն մեծացել է, իսկ մեխանիկական էներգիան նվազել է։ Ահա թե ինչ է այն բաղկացած

Մեզ շրջապատող աշխարհում կան տարբեր տեսակի ֆիզիկական երևույթներ, որոնք անմիջականորեն կապված են մարմնի ջերմաստիճանի փոփոխություն. Մանկուց մենք դա գիտենք սառը ջուրերբ տաքանում է, սկզբում հազիվ տաքանում է և միայն հետո որոշակի ժամանակտաք.

«Սառը», «տաք», «տաք» բառերով մենք սահմանում ենք մարմինների «տաքացման» տարբեր աստիճաններ կամ, ֆիզիկայի լեզվով ասած, մարմինների տարբեր ջերմաստիճաններ։ Տաք ջրի ջերմաստիճանը մի փոքր ավելի բարձր է, քան սառը ջրի ջերմաստիճանը։ Եթե ​​համեմատենք ամառային և ձմեռային օդի ջերմաստիճանը, ապա ջերմաստիճանի տարբերությունն ակնհայտ է։

Մարմնի ջերմաստիճանը չափվում է ջերմաչափով և արտահայտվում է Ցելսիուսի աստիճաններով (°C):

Ինչպես հայտնի է, ավելի բարձր ջերմաստիճանում դիֆուզիան ավելի արագ է տեղի ունենում։ Այստեղից հետևում է, որ մոլեկուլների շարժման արագությունն ու ջերմաստիճանը խորապես փոխկապակցված են։ Եթե ​​բարձրացնեք ջերմաստիճանը, ապա մոլեկուլների շարժման արագությունը կմեծանա, եթե նվազեցնեք՝ կնվազի։

Այսպիսով, մենք եզրակացնում ենք. մարմնի ջերմաստիճանը ուղղակիորեն կապված է մոլեկուլների շարժման արագության հետ:

Տաք ջուրը բաղկացած է ճիշտ նույն մոլեկուլներից, ինչ սառը ջուրը։ Նրանց տարբերությունը միայն մոլեկուլների շարժման արագության մեջ է։

Երևույթները, որոնք կապված են մարմինների տաքացման կամ սառեցման, ջերմաստիճանի փոփոխության հետ, կոչվում են ջերմային։ Դրանք ներառում են օդի տաքացում կամ հովացում, մետաղի հալեցում, ձյան հալեցում:

Մոլեկուլները կամ ատոմները, որոնք բոլոր մարմինների հիմքն են, գտնվում են անվերջ քաոսային շարժման մեջ։ Նման մոլեկուլների և ատոմների թիվը մեզ շրջապատող մարմիններում հսկայական է։ 1 սմ³ ջրի ծավալը պարունակում է մոտավորապես 3,34 x 10²² մոլեկուլ: Ցանկացած մոլեկուլ ունի շարժման շատ բարդ հետագիծ: Օրինակ՝ տարբեր ուղղություններով մեծ արագությամբ շարժվող գազի մասնիկները կարող են բախվել ինչպես միմյանց, այնպես էլ նավի պատերին։ Այսպիսով, նրանք փոխում են իրենց արագությունը և նորից շարունակում շարժվել։

Նկար #1 ցույց է տալիս ջրի մեջ լուծված ներկի մասնիկների պատահական շարժումը:

Այսպիսով, մենք ևս մեկ եզրակացություն ենք անում. Մարմիններ կազմող մասնիկների քաոսային շարժումը կոչվում է ջերմային շարժում։

Պատահականությունը ջերմային շարժման ամենակարևոր հատկանիշն է: Մոլեկուլների շարժման ամենակարևոր ապացույցներից է դիֆուզիոն և Բրոունյան շարժում:(Բրաունյան շարժումը հեղուկի մեջ ամենափոքր պինդ մասնիկների շարժումն է մոլեկուլային ազդեցությունների ազդեցության տակ։ Ինչպես ցույց է տալիս դիտարկումը, Բրոունյան շարժումը չի կարող կանգ առնել)։

Հեղուկներում մոլեկուլները կարող են տատանվել, պտտվել և շարժվել այլ մոլեկուլների համեմատ։ Եթե ​​վերցնես պինդ մարմիններ, ապա դրանցում մոլեկուլները և ատոմները թրթռում են որոշ միջին դիրքերի շուրջ։

Մարմնի բացարձակապես բոլոր մոլեկուլները մասնակցում են մոլեկուլների և ատոմների ջերմային շարժմանը, այդ իսկ պատճառով ջերմային շարժման փոփոխությամբ փոխվում է նաև մարմնի վիճակը, նրա տարբեր հատկությունները։ Այսպիսով, եթե բարձրացնեք սառույցի ջերմաստիճանը, այն սկսում է հալվել, մինչդեռ բոլորովին այլ ձև է ստանում՝ սառույցը դառնում է հեղուկ։ Եթե, ընդհակառակը, իջեցվի, օրինակ, սնդիկի ջերմաստիճանը, ապա այն կփոխի իր հատկությունները և հեղուկից կվերածվի պինդի։

Տ մարմնի ջերմաստիճանը ուղղակիորեն կախված է մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիայից: Մենք ակնհայտ եզրակացություն ենք անում՝ որքան բարձր է մարմնի ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է նրա մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիան։ Ընդհակառակը, երբ մարմնի ջերմաստիճանը նվազում է, նրա մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիան նվազում է:

Եթե ​​ունեք հարցեր կամ ցանկանում եք ավելին իմանալ ջերմային շարժման և ջերմաստիճանի մասին, գրանցվեք մեր կայքում և ստացեք դաստիարակի օգնությունը:

Հարցեր ունե՞ք։ Չգիտե՞ք ինչպես կատարել ձեր տնային աշխատանքը:
Կրկնուսույցի օգնություն ստանալու համար գրանցվեք։
Առաջին դասն անվճար է։

կայքը, նյութի ամբողջական կամ մասնակի պատճենմամբ, աղբյուրի հղումը պարտադիր է: