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 շաքարը լուծվում եռացող ջրում մի քանի անգամ ավելի արագ, քան ներսում սառը ջուր. 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 այն մեծանում է ջերմային շարժումմոլեկուլները, նյութի հատկությունները փոխվում են։ Պինդը հալվում է՝ վերածվելով հեղուկի, հեղուկը գոլորշիանում է՝ վերածվելով գազային վիճակի։ Ըստ այդմ, 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 բախումը փոփոխություն է առաջացրել ներքին էներգիա, այն ավելացել է, իսկ մեխանիկական էներգիան նվազել է։ Ահա թե ինչ է այն բաղկացած

Այս դասը քննարկում է ջերմային շարժման հայեցակարգը և այլն ֆիզիկական քանակությունջերմաստիճանի նման:

Ջերմային երեւույթները մարդու կյանքում մեծ նշանակություն ունեն։ Նրանց հանդիպում ենք ինչպես եղանակի տեսության, այնպես էլ սովորական ջրի եռման ժամանակ։ Ջերմային երևույթները կապված են այնպիսի գործընթացների հետ, ինչպիսիք են նոր նյութերի ստեղծումը, մետաղների հալումը, վառելիքի այրումը, ավտոմեքենաների և ինքնաթիռների համար վառելիքի նոր տեսակների ստեղծումը և այլն։

Ջերմաստիճանը ջերմային երևույթների հետ կապված ամենակարևոր հասկացություններից մեկն է, քանի որ հաճախ ջերմաստիճանն է ջերմային պրոցեսների ընթացքի ամենակարևոր բնութագիրը:

Սահմանում.ջերմային երևույթներ- դրանք մարմինների տաքացման կամ սառեցման, ինչպես նաև դրանց ագրեգացման վիճակի փոփոխության հետ կապված երևույթներ են (նկ. 1):

Բրինձ. 1. Սառույցի հալում, ջրի տաքացում և գոլորշիացում

Բոլոր ջերմային երեւույթները կապված են ջերմաստիճանը.

Բոլոր մարմինները բնութագրվում են իրենց վիճակով ջերմային հավասարակշռություն. Հիմնական բնութագիրըջերմային հավասարակշռությունը ջերմաստիճանն է:

Սահմանում.Ջերմաստիճանըմարմնի «ջերմության» չափանիշ է։

Քանի որ ջերմաստիճանը ֆիզիկական մեծություն է, այն կարելի է և պետք է չափել: Ջերմաստիճանը չափելու համար օգտագործվող գործիքը կոչվում է ջերմաչափ(հունարենից. թերմո- «ջերմորեն», մետրեո- «Ես չափում եմ») (նկ. 2):

Բրինձ. 2. Ջերմաչափ

Առաջին ջերմաչափը (ավելի ճիշտ՝ դրա անալոգը) հորինել է Գալիլեո Գալիլեյը (նկ. 3):

Բրինձ. 3. Գալիլեո Գալիլեյ (1564-1642)

Գալիլեոյի գյուտը, որը նա ներկայացրեց իր ուսանողներին 16-րդ դարի վերջին (1597 թ.) համալսարանում դասախոսությունների ժամանակ, կոչվում էր. թերմոսկոպ. Ցանկացած ջերմաչափի աշխատանքը հիմնված է հետևյալ սկզբունքի վրա. ֆիզիկական հատկություններնյութերը փոխվում են ջերմաստիճանի հետ.

Գալիլեոյի փորձըբաղկացած էր հետևյալից. վերցրեց երկար ցողունով կոլբը և լցրեց ջրով։ Հետո մի բաժակ ջուր վերցրեց ու կոլբը տակնուվրա արեց՝ դնելով բաժակի մեջ։ Ջրի մի մասը, իհարկե, դուրս է թափվել, բայց արդյունքում ջրի որոշակի մակարդակ մնացել է ոտքի մեջ։ Եթե ​​հիմա կոլբը (որում օդ է պարունակվում) տաքացնեն, ապա ջրի մակարդակը կիջնի, իսկ եթե այն սառեցվի, ապա, ընդհակառակը, կբարձրանա։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ տաքացնելիս նյութերը (մասնավորապես՝ օդը) հակված են ընդարձակվել, իսկ սառչելիս՝ նեղանում (այդ պատճառով ռելսերն անջատվում են, իսկ բևեռների միջև եղած լարերը երբեմն փոքր-ինչ կախվում են)։

Բրինձ. 4. Գալիլեոյի փորձը

Այս գաղափարը հիմք դրեց առաջին թերմոսկոպին (նկ. 5), որը հնարավորություն տվեց գնահատել ջերմաստիճանի փոփոխությունը (այդպիսի թերմոսկոպով հնարավոր չէ ճշգրիտ չափել ջերմաստիճանը, քանի որ դրա ցուցումները մեծապես կախված կլինեն մթնոլորտային ճնշումից):

Բրինձ. 5. Գալիլեոյի թերմոսկոպի պատճենը

Միաժամանակ ներդրվեց, այսպես կոչված, աստիճանի սանդղակը։ Հենց բառը աստիճանլատիներեն նշանակում է «քայլ»:

Մինչ օրս պահպանվել են երեք հիմնական կշեռքներ.

1. Ցելսիուս

Ամենալայն կիրառվող սանդղակը, որը բոլորին հայտնի է դեռ մանկուց, Ցելսիուսի սանդղակն է։

Անդերս Ցելսիուս (նկ. 6) - շվեդ աստղագետ, ով առաջարկել է ջերմաստիճանի հետևյալ սանդղակը. - ջրի եռման կետ; - ջրի սառեցման կետ. Մեր օրերում մենք բոլորս սովոր ենք շրջված Ցելսիուսի սանդղակին:

Բրինձ. 6 Անդրես Ցելսիուս (1701-1744)

Նշում:Ինքը՝ Ցելսիուսը, ասել է, որ սանդղակի նման ընտրությունը պայմանավորված է մի պարզ փաստով. մյուս կողմից՝ ձմռանը բացասական ջերմաստիճան չի լինի։

2. Ֆարենհեյթի սանդղակ

Անգլիա, ԱՄՆ, Ֆրանսիա, Լատինական Ամերիկաև որոշ այլ երկրներում հայտնի է Ֆարենհեյթի սանդղակը:

Գաբրիել Ֆարենհեյթը (նկ. 7) գերմանացի հետազոտող, ինժեներ է, ով առաջին անգամ կիրառեց իր սեփական սանդղակը ապակու պատրաստման համար: Ֆարենհեյթի սանդղակը ավելի բարակ է. Ֆարենհեյթի սանդղակի չափը փոքր է Ցելսիուսի սանդղակի աստիճանից:

Բրինձ. 7 Գաբրիել Ֆարենհեյթ (1686-1736)

3. Réaumur սանդղակ

Տեխնիկական սանդղակը հորինել է ֆրանսիացի հետազոտող Ռ.Ա. Réaumur (նկ. 8): Համաձայն այս սանդղակի՝ այն համապատասխանում է ջրի սառեցման կետին, սակայն Réaumur-ը որպես ջրի եռման կետ ընտրել է 80 աստիճան ջերմաստիճան։

Բրինձ. 8. Ռենե Անտուան ​​Ռոմուր (1683-1757)

Ֆիզիկայի մեջ այսպես կոչված բացարձակ սանդղակ - Կելվինի սանդղակ(նկ. 8): Ցելսիուսի 1 աստիճանը հավասար է 1 աստիճան Կելվինի, բայց ջերմաստիճանը մոտավորապես համապատասխանում է (նկ. 9):

Բրինձ. 9. Ուիլյամ Թոմսոն (Լորդ Քելվին) (1824-1907)

Բրինձ. 10. Ջերմաստիճանի կշեռքներ

Հիշեցնենք, որ երբ մարմնի ջերմաստիճանը փոխվում է, դրա գծային չափսեր(տաքացնելիս մարմինը լայնանում է, սառչելիս՝ նեղանում)։ Դա կապված է մոլեկուլների վարքագծի հետ։ Տաքացնելիս մասնիկների շարժման արագությունը մեծանում է, համապատասխանաբար, նրանք սկսում են ավելի հաճախ փոխազդել, և ծավալը մեծանում է (նկ. 11)։

Բրինձ. 11. Գծային չափերի փոփոխություն

Այստեղից կարելի է եզրակացնել, որ ջերմաստիճանը կապված է մարմիններ կազմող մասնիկների շարժման հետ (դա վերաբերում է պինդ, հեղուկ և գազային մարմիններին)։

Գազերում մասնիկների շարժումը (նկ. 12) պատահական է (քանի որ գազերում մոլեկուլները և ատոմները գործնականում չեն փոխազդում)։

Բրինձ. 12. Մասնիկների տեղաշարժը գազերում

Հեղուկների մեջ մասնիկների շարժումը (նկ. 13) «ցատկոտում է», այսինքն՝ մոլեկուլները տանում են « նստակյացկյանքը», բայց կարողանում են «ցատկել» մի տեղից մյուսը։ Սա որոշում է հեղուկների հեղուկությունը:

Բրինձ. 13. Հեղուկների մեջ մասնիկների շարժում

Պինդ մարմիններում մասնիկների շարժումը (նկ. 14) կոչվում է տատանողական։

Բրինձ. 14. Մասնիկների շարժումը պինդ մարմիններում

Այսպիսով, բոլոր մասնիկները գտնվում են շարունակական շարժման մեջ: Մասնիկների այս շարժումը կոչվում է ջերմային շարժում(պատահական, քաոսային շարժում): Այս շարժումը երբեք չի դադարում (քանի դեռ մարմինը ջերմաստիճան ունի): Ջերմային շարժման առկայությունը 1827 թվականին հաստատել է անգլիացի բուսաբան Ռոբերտ Բրաունը (նկ. 15), ում անունով էլ կոչվում է այս շարժումը. Բրաունյան շարժում.

Բրինձ. 15. Ռոբերտ Բրաուն (1773-1858)

Մինչ օրս հայտնի է, որ ցածր ջերմաստիճան, որին կարելի է հասնել մոտավորապես . Այս ջերմաստիճանում է, որ մասնիկների շարժումը դադարում է (սակայն, շարժումը հենց մասնիկների ներսում չի դադարում)։

Գալիլեոյի փորձը նկարագրվել է ավելի վաղ, և վերջում մենք կքննարկենք մեկ այլ փորձ՝ ֆրանսիացի գիտնական Գիյոմ Ամոնտոնի փորձը (նկ. 15), ով 1702 թվականին հորինել է այսպես կոչված. գազի ջերմաչափ. Փոքր փոփոխություններով այս ջերմաչափը պահպանվել է մինչ օրս:

Բրինձ. 15. Գիյոմ Ամոնտոն (1663-1705)

Ամոնտոնի փորձը

Բրինձ. 16. Ամոնտոնի փորձը

Վերցրեք կոլբը ջրով և բարակ խողովակով փակցրեք այն: Եթե ​​դուք այժմ տաքացնում եք ջուրը, ապա ջրի ընդլայնման պատճառով դրա մակարդակը խողովակում կբարձրանա։ Ըստ խողովակում ջրի բարձրացման մակարդակի՝ կարելի է եզրակացություն անել ջերմաստիճանի փոփոխության մասին։ Առավելություն Ամոնտոնի ջերմաչափայն է, որ այն կախված չէ մթնոլորտային ճնշումից:

Այս դասում մենք դիտարկեցինք այնպիսի կարևոր ֆիզիկական մեծություն, ինչպիսին է ջերմաստիճանը. Մենք ուսումնասիրեցինք դրա չափման մեթոդները, բնութագրերը և հատկությունները: Հաջորդ դասում մենք կբացահայտենք հայեցակարգը ներքին էներգիա.

Մատենագիտություն

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Էդ. Orlova V.A., Roizena I.I. Ֆիզիկա 8. - Մ.՝ Mnemosyne.
2. Պերիշկին Ա.Վ. Ֆիզիկա 8. - Մ.: Բուստարդ, 2010 թ.
3. Ֆադեևա Ա.Ա., Զասով Ա.Վ., Կիսելև Դ.Ֆ. Ֆիզիկա 8. - Մ.՝ Լուսավորություն.

1. «class-fizika.narod.ru» ինտերնետային պորտալ ()
2. «school.xvatit.com» ինտերնետային պորտալ ()
3. «ponimai.su» ինտերնետային պորտալ ()

Տնային աշխատանք

1. Թիվ 1-4 (պարբերություն 1). Պերիշկին Ա.Վ. Ֆիզիկա 8. - Մ.: Բուստարդ, 2010 թ.

2. Ինչու՞ Գալիլեոյի թերմոսկոպը չի կարող տրամաչափվել:

3. Վառարանի վրա տաքացվող երկաթյա մեխ.

Ինչպե՞ս է փոխվել երկաթի մոլեկուլների արագությունը:

Ինչպե՞ս կփոխվի մոլեկուլների շարժման արագությունը, եթե մեխը իջեցնեն սառը ջրի մեջ:

Ինչպե՞ս է դա փոխում ջրի մոլեկուլների արագությունը:

Ինչպե՞ս է փոխվում եղունգի ծավալը այս փորձերի ժամանակ։

4. Փուչիկսենյակից դուրս եկավ ցրտի մեջ.

Ինչպե՞ս կփոխվի գնդակի ծավալը:

Ինչպե՞ս կփոխվի օդի մոլեկուլների շարժման արագությունը օդապարիկի ներսում:

Ինչպե՞ս կփոխվի գնդակի ներսում գտնվող մոլեկուլների արագությունը, եթե այն վերադարձվի սենյակ և, բացի այդ, դրվի մարտկոցի մեջ:

IV Յակովլև | Նյութեր ֆիզիկայի | MathUs.ru

Մոլեկուլային ֆիզիկա և թերմոդինամիկա

Այս ձեռնարկը նվիրված է երկրորդ բաժնին ¾Մոլեկուլային ֆիզիկա: Թերմոդինամիկա ՕԳՏԱԳՈՐԾԵԼ կոդավորիչֆիզիկայում։ Այն ընդգրկում է հետևյալ թեմաները.

Ատոմների և նյութի մոլեկուլների ջերմային շարժումը: Բրաունյան շարժում. Դիֆուզիոն. Ատոմիստական ​​տեսության փորձարարական ապացույցներ. Նյութի մասնիկների փոխազդեցությունը.

Գազերի, հեղուկների և պինդ մարմինների կառուցվածքի մոդելներ.

Իդեալական գազի մոդել։ Իդեալական գազի մոլեկուլների ջերմային շարժման ճնշման և միջին կինետիկ էներգիայի կապը։ բացարձակ ջերմաստիճան. Գազի ջերմաստիճանի կապը նրա մասնիկների միջին կինետիկ էներգիայի հետ։ Հավասարում p = nkT . Մենդելեևի Կլապեյրոնի հավասարումը.

Իզոպրոցեսներ՝ իզոթերմային, իզոխորիկ, իզոբարային, ադիաբատիկ պրոցեսներ։

Հագեցած և չհագեցած զույգեր: Օդի խոնավությունը.

Նյութի ագրեգատային վիճակների փոփոխություններ՝ գոլորշիացում և խտացում, հեղուկի եռում, հալում և բյուրեղացում։ Էներգիայի փոփոխություն փուլային անցումներում:

Ներքին էներգիա. Ջերմային հավասարակշռություն. Ջերմահաղորդում. Ջերմության քանակությունը. Հատուկ ջերմություննյութեր. Ջերմային հաշվեկշռի հավասարումը.

Աշխատեք թերմոդինամիկայի ոլորտում. Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը.

Ջերմային մեքենաների շահագործման սկզբունքները. ջերմային շարժիչի արդյունավետությունը. Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը. Էներգետիկայի և շրջակա միջավայրի պահպանության հիմնախնդիրները.

Ձեռնարկը պարունակում է նաև լրացուցիչ նյութեր, որոնք ներառված չեն USE կոդավորիչում (բայց ներառված են դպրոցական ծրագիր!). Այս նյութը թույլ է տալիս ավելի լավ հասկանալ ընդգրկված թեմաները:

1.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.3 Հեղուկներ. . . . . . տասը

	Մոլեկուլային ֆիզիկայի հիմնական բանաձևերը
	Ջերմաստիճանը
		Թերմոդինամիկական համակարգ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
		Ջերմային հավասարակշռություն. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
		ջերմաստիճանի սանդղակ. Բացարձակ ջերմաստիճան . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
	Իդեալական գազի վիճակի հավասարումը
		Գազի մասնիկների միջին կինետիկ էներգիան. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.2 Իդեալական գազի MKT-ի հիմնական հավասարումը. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5.3 Մասնիկների էներգիան և գազի ջերմաստիճանը. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.1 Թերմոդինամիկական գործընթաց. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

6.2 Իզոթերմային գործընթաց. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

6.3 Իզոթերմային գործընթացի գրաֆիկներ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6.4 Իզոբարային գործընթաց. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6.5 Իզոբարային գործընթացի սյուժեները. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

	Իզոխորիկ գործընթաց. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
	Իզոխորիկ գործընթացի սյուժեներ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 Հագեցած գոլորշի

7.1 Գոլորշիացում և խտացում

7.2 դինամիկ հավասարակշռություն. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

7.3 Հագեցած գոլորշու հատկությունները. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

8.1 Միատոմային իդեալական գազի ներքին էներգիան. . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

8.2 Կարգավիճակի գործառույթ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

8.3 Ներքին էներգիայի փոփոխություն. աշխատանք կատարելը. . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

8.4 Ներքին էներգիայի փոփոխություն՝ ջերմային փոխանցում . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

8.5 Ջերմային ջերմահաղորդություն. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

10 փուլային անցումներ

10.1 Հալում և բյուրեղացում. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

10.2 Հալման աղյուսակ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

10.3 Միաձուլման հատուկ ջերմություն. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

10.4 Բյուրեղացման աղյուսակ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

10.5 Գոլորշիացում և խտացում. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

10.6 Եռում. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

10.7 Եռման ժամանակացույց. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

10.8 Կոնդենսացիայի կոր. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11 Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը

11.1 Գազի աշխատանքը իզոբար գործընթացում. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

11.2 Գազի աշխատանքը կամայական գործընթացում. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

11.3 Գազի վրա կատարված աշխատանք. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

11.4 Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

11.5 Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքի կիրառումը իզոպրոցեսներում. . . . . . . . . . . . . 46

11.6 ադիաբատիկ գործընթաց. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

12.1 Ջերմային շարժիչներ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

12.2 Սառնարանային մեքենաներ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

13.1 Բնության մեջ պրոցեսների անշրջելիությունը. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

13.2 Կլաուզիուսի և Կելվինի պոստուլատները. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

1 Հիմնական կետերըմոլեկուլային կինետիկ տեսություն

Ամերիկացի մեծ ֆիզիկոս Ռիչարդ Ֆեյնմանը, ¾Feynman Lectures on Physics¿ հայտնի դասընթացի հեղինակ, հրաշալի խոսքեր ունի.

Եթե ​​ինչ-որ գլոբալ աղետի արդյունքում ամբողջ կուտակված գիտական ​​գիտելիքներկկործանվեր և միայն մեկ արտահայտություն կփոխանցվեր կենդանի էակների գալիք սերունդներին, այնուհետև ինչ հայտարարություն, որը կազմված էր. նվազագույն քանակբառերը, կբերե՞ն առավելագույն տեղեկատվություն: Ես կարծում եմ, որ սա ատոմային վարկած է (կարող եք դա անվանել ոչ թե հիպոթեզ, այլ փաստ, բայց դա ոչինչ չի փոխում). բայց վանիր, եթե նրանցից մեկն ավելի ուժեղ սեղմի մյուսին։ Այս մեկ նախադասությամբ. . . պարունակում է անհավանական քանակությամբ տեղեկատվություն աշխարհի մասին, պարզապես պետք է մի փոքր երևակայություն և մի փոքր մտածել դրա մեջ:

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 1, որը երբեք չի ավարտվում:

3. Նյութի ատոմները կամ մոլեկուլները փոխազդում են միմյանց հետ ձգող և վանող 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։

1.1 Ատոմներ և մոլեկուլներ

Վերցնենք մի թուղթ և սկսենք բաժանել այն ավելի ու ավելի փոքր մասերի։ Ամեն քայլափոխի թղթի կտորներ կստանա՞նք, թե՞ ինչ-որ փուլում ինչ-որ նոր բան կհայտնվի։

MKT-ի առաջին դիրքը մեզ ասում է, որ նյութը անվերջ բաժանելի չէ: Վաղ թե ուշ մենք կհասնենք ¾-ի վերջին սահմանը¿ տվյալ նյութի ամենափոքր մասնիկները: Այս մասնիկները ատոմներ և մոլեկուլներ են: Նրանք կարող են նաև բաժանվել մասերի, բայց հետո սկզբնական նյութը կդադարի գոյություն ունենալ։

Ատոմը տվյալ քիմիական տարրի ամենափոքր մասնիկն է, որը պահպանում է իր ամբողջը Քիմիական հատկություններ. Քիմիական տարրերն այնքան էլ շատ չեն, դրանք բոլորն ամփոփված են պարբերական աղյուսակում:

Մոլեկուլը տվյալ նյութի ամենափոքր մասնիկն է (չի հանդիսանում քիմիական տարր), որը պահպանում է իր բոլոր քիմիական հատկությունները։ Մոլեկուլը կազմված է մեկ կամ մի քանի քիմիական տարրերի երկու կամ ավելի ատոմներից։

Օրինակ՝ H2O-ն ջրի մոլեկուլ է, որը կազմված է ջրածնի երկու ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից։ Բաժանելով այն ատոմների՝ մենք այլևս գործ չենք ունենա ¾ջուր¿ կոչվող նյութի հետ: Այնուհետև, H և O ատոմները նրանց բաղադրիչ մասերի բաժանելով, մենք ստանում ենք պրոտոնների, նեյտրոնների և էլեկտրոնների մի շարք և դրանով իսկ կորցնում ենք տեղեկատվությունը, որ սկզբում դա ջրածին և թթվածին է:

1 Այս շարժումը կոչվում է ջերմային շարժում։

Ատոմի կամ մոլեկուլի չափը (կազմված է փոքր թվով ատոմներից) մոտ 10 8 սմ է։Սա այնքան փոքր արժեք է, որ ատոմը հնարավոր չէ տեսնել ոչ մի օպտիկական մանրադիտակով։

Ատոմները և մոլեկուլները կոչվում են, կարճ ասած, պարզապես նյութի մասնիկներ։ Թե կոնկրետ ինչ է մասնիկը ատոմ կամ մոլեկուլ յուրաքանչյուր կոնկրետ դեպքում, դժվար չէ պարզել: 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 տեղակայված են դիսկրետ, այսինքն՝ կարծես առանձին կետերում։ Մասնիկների միջև կան բացեր, որոնց չափերը կարող են տարբեր լինել որոշակի սահմաններում։

Մարմինների ջերմային ընդարձակման երեւույթը վկայում է ՄԿՏ-ի առաջին դիրքի օգտին։ Մասնավորապես, երբ տաքացվում է, նյութի մասնիկների միջև հեռավորությունները մեծանում են, և մարմնի չափերը մեծանում են: Սառչելիս, ընդհակառակը, մասնիկների միջեւ հեռավորությունները նվազում են, ինչի արդյունքում մարմինը կծկվում է։

Դիֆուզիան, շփվող նյութերի փոխադարձ ներթափանցումը միմյանց մեջ, նույնպես MKT-ի առաջին դիրքի վառ հաստատումն է:

Օրինակ, նկ. 1-ը ցույց է տալիս2 հեղուկի մեջ դիֆուզիայի գործընթացը: Լուծված նյութի մասնիկները տեղադրվում են մի բաժակ ջրի մեջ և գտնվում են նախ ապակու վերին ձախ մասում։ Ժամանակի ընթացքում մասնիկները բարձր կոնցենտրացիայի շրջանից տեղափոխվում են (ասենք՝ ցրվում են) դեպի ցածր կոնցենտրացիայի շրջան։ Ի վերջո, մասնիկների կոնցենտրացիան ամենուր նույնն է դառնում, մասնիկները հավասարաչափ բաշխվում են հեղուկի 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):

1.2 Ատոմների և մոլեկուլների ջերմային շարժում

Եվս մեկ անգամ հիշեք MKT-ի երկրորդ դրույթի ձևակերպումը. նյութի մասնիկները կատարում են պատահական շարժում (կոչվում է նաև 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։

2 Պատկերը en.wikipedia.org-ից:

Բայց նյութի մասնիկների հավերժական քաոսային շարժման ամենավառ ապացույցը Բրոունյան շարժումն է։ Սա հեղուկի կամ գազի մեջ կասեցված փոշու մասնիկների կամ հատիկների (10 5 - 104 սմ չափի) բրոունյան մասնիկների շարունակական պատահական շարժման անվանումն է։

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:

Պատճառը Բրաունյան շարժումայն է, որ կասեցված մասնիկը ունենում է հեղուկ (գազի) մոլեկուլների չփոխհատուցվող ազդեցություն, և մոլեկուլների քաոսային շարժման պատճառով առաջացած ազդեցության մեծությունն ու ուղղությունը բացարձակապես անկանխատեսելի են: Հետևաբար, Բրոունյան մասնիկը նկարագրում է բարդ զիգզագային հետագծեր (նկ. 2)3:

Բրինձ. 2. Բրոունյան շարժում

Բրոունյան մասնիկների չափը 1000–10000 անգամ մեծ է ատոմից։ Մի կողմից, Բրոունյան մասնիկը բավական փոքր է և դեռ «զգում է», որ տարբեր թվով մոլեկուլներ հարվածում են դրան տարբեր ուղղություններով. Ազդեցությունների քանակի այս տարբերությունը հանգեցնում է Բրոունյան մասնիկի նկատելի տեղաշարժերի: Մյուս կողմից, Բրոունյան մասնիկները բավականաչափ մեծ են մանրադիտակով տեսնելու համար։

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։

1.3 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. գերակշռում են՝ վանող ուժի նվազմամբ։

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։

3 Պատկերը՝ nv-magadan.narod.ru կայքից:

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

AT Գազերում մոլեկուլները միմյանցից բաժանվում են իրենց մոլեկուլների չափերը 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։

AT 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, և ​​հեղուկները, ինչպես գազերը, ստանում են անոթի տեսք։

AT Պինդ մարմիններում մասնիկների միջև ձգողական ուժերը շատ ուժեղ են. պինդ մարմիններպահպանել ոչ միայն ծավալը, այլև ձևը:

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

USE կոդավորիչի թեմաներ.ատոմների և նյութի մոլեկուլների ջերմային շարժում, Բրոունյան շարժում, դիֆուզիոն, 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 հետևանքով ամբողջ կուտակված գիտական ​​գիտելիքները ոչնչացվեին և միայն մեկ արտահայտություն փոխանցվեր կենդանի էակների ապագա սերունդներին, ապա ամենափոքր թվով բառերից կազմված ո՞ր արտահայտությունը կբերեր. ամենաշատ 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 ​​մենք խոսում ենք քիմիական տարրի մասին, ապա ատոմը կլինի մասնիկ; եթե դիտարկվում է բարդ նյութ, ապա դրա 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, և մարմնի չափերը մեծանում են: 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 ավելի մեծ են, քան բուն մասնիկների չափերը):

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 ազդեցությունը, 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 չափերը 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։

 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։ Գոյություն ունի ջերմաստիճան, որը կոչվում է «բացարձակ զրո»՝ այն ջերմաստիճանը (-273 ° C), որի դեպքում մոլեկուլների ջերմային շարժումը դադարում է։ Բայց «բացարձակ զրո»-ն անհասանելի է։
Բրաունյան շարժումը հեղուկի կամ գազի մեջ տեսանելի պինդ նյութի մանրադիտակային մասնիկների պատահական շարժումն է, որը առաջանում է հեղուկի կամ գազի մասնիկների ջերմային շարժումից։ 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 ներքին էներգիայի փոխանցումն է հեղուկի 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 գրե՛ք յուրաքանչյուր ֆիզիկական մեծության համար ընտրված թվերը: 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.

Ցուցադրական աշխատանք OGE տարբերակ 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, որում կդադարի մոլեկուլների շարժումը, -273 °C է (բնության մեջ հնարավոր ամենացածր ջերմաստիճանը)։ Բայց դա հասանելի չէ։ այնպես որ մոլեկուլները երբեք չեն դադարում շարժվել: