Apa itu gerak termal? Konsep apa yang terkait dengannya? Gerakan termal: energi internal.

Menurut Anda apa yang menentukan laju pembubaran gula dalam air? Anda dapat melakukan percobaan sederhana. Ambil dua potong gula dan masukkan satu ke dalam segelas air mendidih, yang lain ke dalam segelas air dingin.

Anda akan melihat bagaimana gula dalam air mendidih akan larut beberapa kali lebih cepat daripada dalam air dingin. Penyebab disolusi adalah difusi. Ini berarti bahwa difusi terjadi lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Difusi disebabkan oleh pergerakan molekul. Oleh karena itu, kami menyimpulkan bahwa molekul bergerak lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Artinya, kecepatan gerakan mereka tergantung pada suhu. Itulah sebabnya gerakan acak acak dari molekul yang membentuk tubuh disebut gerakan termal.

Gerakan termal molekul

Saat suhu naik, itu meningkat gerakan termal molekul, sifat materi berubah. Padatan meleleh, berubah menjadi cairan, cairan menguap, berubah menjadi gas. Dengan demikian, jika suhu diturunkan, maka energi rata-rata dari gerakan termal molekul juga akan berkurang, dan dengan demikian, proses perubahan keadaan agregasi benda akan terjadi dalam arah yang berlawanan: air akan mengembun menjadi cairan, cair akan membeku, berubah menjadi padat. Pada saat yang sama, kita selalu berbicara tentang nilai rata-rata suhu dan kecepatan molekul, karena selalu ada partikel dengan nilai yang lebih besar dan lebih kecil dari nilai-nilai ini.

Molekul dalam zat bergerak, melewati jarak tertentu, oleh karena itu, melakukan beberapa pekerjaan. Artinya, kita dapat berbicara tentang energi kinetik partikel. Sebagai hasil dari mereka posisi relatif ada juga energi potensial molekul. Kapan dalam pertanyaan tentang energi kinetik dan potensial benda, maka kita berbicara tentang keberadaan energi mekanik total benda. Jika partikel tubuh memiliki energi kinetik dan potensial, oleh karena itu, kita dapat berbicara tentang jumlah energi ini sebagai kuantitas independen.

Energi internal tubuh

Pertimbangkan sebuah contoh. Jika kita melempar bola elastis ke lantai, maka energi kinetik dari gerakannya sepenuhnya diubah menjadi energi potensial pada saat menyentuh lantai, dan kembali menjadi energi kinetik ketika memantul. Jika kita melempar bola besi yang berat pada permukaan yang keras dan tidak elastis, maka bola akan mendarat tanpa memantul. Energi kinetik dan potensialnya setelah mendarat akan sama dengan nol. Kemana perginya energi itu? Apa dia menghilang begitu saja? Jika kita amati bola dan permukaannya setelah tumbukan, kita dapat melihat bahwa bolanya sedikit mendatar, ada lekukan di permukaannya, dan keduanya sedikit menghangat. Artinya, terjadi perubahan susunan molekul benda, dan suhu juga meningkat. Ini berarti bahwa energi kinetik dan potensial partikel tubuh telah berubah. Energi tubuh belum kemana-mana, itu telah masuk ke energi internal tubuh. Energi internal disebut energi kinetik dan energi potensial dari semua partikel tubuh. Tabrakan benda menyebabkan perubahan energi internal, itu meningkat, dan energi mekanik menurun. Ini dia isinya

Di dunia sekitar kita, ada berbagai macam fenomena fisik yang berhubungan langsung dengan perubahan suhu tubuh. Sejak kecil, kita tahu itu air dingin ketika dipanaskan, pada awalnya menjadi hampir hangat dan hanya setelah Waktu tertentu panas.

Dengan kata-kata seperti "dingin", "panas", "hangat", kami mendefinisikan berbagai tingkat "pemanasan" tubuh, atau, berbicara dalam bahasa fisika, suhu tubuh yang berbeda. Suhu air hangat sedikit lebih hangat daripada air dingin. Jika kita membandingkan suhu udara musim panas dan musim dingin, perbedaan suhu terlihat jelas.

Suhu tubuh diukur dengan termometer dan dinyatakan dalam derajat Celcius (°C).

Seperti diketahui, difusi pada suhu yang lebih tinggi lebih cepat. Dari sini dapat disimpulkan bahwa kecepatan pergerakan molekul dan suhu saling berhubungan secara mendalam. Jika Anda meningkatkan suhu, maka kecepatan pergerakan molekul akan meningkat, jika Anda menurunkannya, itu akan berkurang.

Dengan demikian, kami menyimpulkan: suhu tubuh berhubungan langsung dengan kecepatan pergerakan molekul.

Air panas terdiri dari molekul yang persis sama dengan air dingin. Perbedaan di antara mereka hanya dalam kecepatan pergerakan molekul.

Fenomena yang berhubungan dengan pemanasan atau pendinginan benda, perubahan suhu, disebut termal. Ini termasuk memanaskan atau mendinginkan udara, logam yang meleleh, salju yang mencair.

Molekul atau atom, yang merupakan dasar dari semua benda, berada dalam gerakan kacau tak berujung. Jumlah molekul dan atom seperti itu dalam benda-benda di sekitar kita sangat banyak. Volume yang sama dengan 1 cm³ air mengandung sekitar 3,34 x 10²² molekul. Setiap molekul memiliki lintasan gerak yang sangat kompleks. Misalnya, partikel gas yang bergerak dengan kecepatan tinggi ke arah yang berbeda dapat saling bertabrakan dan dengan dinding bejana. Dengan demikian, mereka mengubah kecepatan mereka dan terus bergerak lagi.

Gambar #1 menunjukkan pergerakan acak partikel cat yang terlarut dalam air.

Jadi, kami membuat satu kesimpulan lagi: gerakan kacau partikel yang membentuk benda disebut gerakan termal.

Keacakan adalah fitur paling penting dari gerakan termal. Salah satu bukti terpenting untuk pergerakan molekul adalah difusi dan gerak Brown.(Gerakan Brown adalah pergerakan partikel padat terkecil dalam cairan di bawah pengaruh tumbukan molekul. Seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan, gerakan Brown tidak dapat dihentikan).

Dalam cairan, molekul dapat berosilasi, berputar, dan bergerak relatif terhadap molekul lain. Jika kita mengambil padatan, maka di dalamnya molekul dan atom bergetar di sekitar beberapa posisi rata-rata.

Benar-benar semua molekul tubuh berpartisipasi dalam gerakan termal molekul dan atom, itulah sebabnya dengan perubahan gerakan termal, keadaan tubuh itu sendiri, berbagai sifatnya, juga berubah. Jadi, jika Anda meningkatkan suhu es, ia mulai mencair, saat mengambil bentuk yang sama sekali berbeda - es menjadi cair. Sebaliknya, jika suhu, misalnya, merkuri diturunkan, maka ia akan mengubah sifat-sifatnya dan berubah dari cair menjadi padat.

T suhu tubuh secara langsung tergantung pada energi kinetik rata-rata molekul. Kami menarik kesimpulan yang jelas: semakin tinggi suhu tubuh, semakin besar energi kinetik rata-rata molekulnya. Sebaliknya, ketika suhu tubuh menurun, energi kinetik rata-rata molekulnya menurun.

Jika Anda memiliki pertanyaan atau ingin mempelajari lebih lanjut tentang gerak dan suhu termal, daftar di situs web kami dan dapatkan bantuan tutor.

Apakah Anda memiliki pertanyaan? Tidak tahu bagaimana melakukan pekerjaan rumah Anda?
Untuk mendapatkan bantuan tutor - daftar.
Pelajaran pertama gratis!

situs, dengan penyalinan materi secara penuh atau sebagian, tautan ke sumber diperlukan.

 Teori: Atom dan molekul berada dalam gerak termal yang terus menerus, bergerak secara acak, terus menerus berubah arah dan modulus kecepatan akibat tumbukan.

Semakin tinggi suhu, semakin tinggi kecepatan molekul. Ketika suhu menurun, kecepatan molekul berkurang. Ada suhu, yang disebut "nol mutlak" - suhu (-273 ° C) di mana pergerakan termal molekul berhenti. Tetapi "nol mutlak" tidak dapat dicapai.
Gerak Brown adalah gerakan acak partikel mikroskopis dari materi padat yang terlihat tersuspensi dalam cairan atau gas, yang disebabkan oleh gerakan termal partikel cairan atau gas. Fenomena ini pertama kali diamati pada tahun 1827 oleh Robert Brown. Dia mempelajari serbuk sari tanaman, yang berada di lingkungan akuatik. Brown memperhatikan bahwa serbuk sari bergeser sepanjang waktu, dan semakin tinggi suhunya, semakin cepat laju perpindahan serbuk sari. Dia menyarankan bahwa pergerakan serbuk sari disebabkan oleh fakta bahwa molekul air menabrak serbuk sari dan membuatnya bergerak.

Difusi adalah proses saling penetrasi molekul satu zat ke dalam celah antara molekul zat lain.

Sebuah contoh gerak brown adalah
1) gerakan acak serbuk sari dalam setetes air
2) gerakan acak pengusir hama di bawah lentera
3) pembubaran padatan dalam cairan
4) penetrasi nutrisi dari tanah ke akar tanaman
Larutan: Dari definisi gerak Brown, jelaslah bahwa jawaban yang benar adalah 1. Serbuk sari bergerak secara acak karena terkena molekul air. Gerakan pengusir hama yang tidak menentu di bawah lampu tidak cocok, karena pengusir hama itu sendiri yang memilih arah gerakan, dua jawaban terakhir adalah contoh difusi.
Menjawab: 1.

Tugas Oge dalam fisika (saya akan menyelesaikan ujian): Manakah dari pernyataan berikut ini yang (yang) benar?
A. Molekul atau atom dalam suatu zat berada dalam gerakan termal terus menerus, dan salah satu argumen yang mendukung ini adalah fenomena difusi.
B. Molekul atau atom dalam materi bergerak termal terus menerus, dan buktinya adalah fenomena konveksi.
1) hanya A
2) hanya B
3) keduanya A dan B
4) bukan A atau B
Larutan: Difusi adalah proses saling penetrasi molekul satu zat ke dalam celah antara molekul zat lain. Pernyataan pertama benar, Konvensi adalah transfer energi internal dengan lapisan cair atau gas, ternyata pernyataan kedua tidak benar.
Menjawab: 1.

Tugas Oge dalam fisika (fipi): 2) Sebuah bola timah dipanaskan dalam nyala lilin. Bagaimana volume balon berubah selama pemanasan? kecepatan rata-rata pergerakan molekulnya?
Menetapkan korespondensi antara besaran fisis dan kemungkinan perubahannya.
Untuk setiap nilai, tentukan sifat perubahan yang sesuai:
1) meningkat
2) menurun
3) tidak berubah
Tulis di tabel nomor yang dipilih untuk masing-masing kuantitas fisik. Nomor dalam jawaban dapat diulang.
Solusi (Terima kasih kepada Milena): 2) 1. Volume bola akan meningkat karena fakta bahwa molekul akan mulai bergerak lebih cepat.
2. Kecepatan molekul ketika dipanaskan akan meningkat.
Menjawab: 11.

Tugas versi demo OG 2019: Salah satu ketentuan teori molekuler-kinetik tentang struktur materi adalah bahwa "partikel materi (molekul, atom, ion) berada dalam gerakan kacau terus menerus." Apa arti kata "gerakan terus menerus"?
1) Partikel selalu bergerak ke arah tertentu.
2) Pergerakan partikel materi tidak mematuhi hukum apa pun.
3) Semua partikel bergerak bersama dalam satu arah atau yang lain.
4) Pergerakan molekul tidak pernah berhenti.
Larutan: Molekul bergerak, karena tumbukan, kecepatan molekul terus berubah, jadi kita tidak dapat menghitung kecepatan dan arah setiap molekul, tetapi kita dapat menghitung kecepatan akar kuadrat rata-rata molekul, dan ini terkait dengan suhu, sebagai suhu menurun, kecepatan molekul menurun. Dihitung bahwa suhu di mana pergerakan molekul akan berhenti adalah -273 °C (suhu serendah mungkin di alam). Tapi itu tidak bisa dicapai. sehingga molekul tidak pernah berhenti bergerak.

1. Gerakan termal. suhu Di dunia sekitar kita, berbagai fenomena fisik terjadi yang berhubungan dengan pemanasan dan pendinginan tubuh. Kita tahu bahwa ketika air dingin dipanaskan, pertama-tama menjadi hangat dan kemudian panas. Dengan kata-kata seperti "dingin", "hangat" dan "panas", kami menunjukkan tingkat pemanasan benda yang berbeda, atau, seperti yang mereka katakan dalam fisika, ke suhu benda yang berbeda. Suhu air panas di atas suhu dingin. Suhu udara di musim panas lebih tinggi daripada di musim dingin. Contoh fenomena termal:
a - es yang mencair; b - pembekuan air Suhu tubuh diukur dengan termometer dan dinyatakan dalam derajat Celcius (°C). Anda sudah tahu bahwa difusi pada suhu yang lebih tinggi lebih cepat. Ini berarti bahwa kecepatan pergerakan molekul dan suhu berhubungan. Ketika suhu naik, kecepatan pergerakan molekul meningkat, ketika menurun, itu berkurang. Oleh karena itu, suhu tubuh tergantung pada kecepatan pergerakan molekul. Air hangat terdiri dari molekul yang sama dengan air dingin. Perbedaan di antara mereka hanya terletak pada kecepatan pergerakan molekul.Fenomena yang terkait dengan pemanasan atau pendinginan benda, dengan perubahan suhu, disebut termal. Fenomena tersebut termasuk, misalnya, pemanasan dan pendinginan udara, mencairnya es, mencairnya logam, dll. Mencairnya logam Molekul atau atom yang membentuk tubuh bergerak acak terus menerus. Jumlah mereka di tubuh sekitar kita sangat banyak. Jadi, dalam volume yang sama dengan 1 cm3 air, ada sekitar 3,34 1022 molekul. Setiap molekul bergerak sepanjang lintasan yang sangat kompleks. Ini disebabkan oleh fakta bahwa, misalnya, partikel gas yang bergerak dengan kecepatan tinggi ke arah yang berbeda saling bertabrakan dan dengan dinding bejana. Akibatnya, mereka mengubah kecepatan dan terus bergerak lagi. Gambar 1 menunjukkan lintasan partikel mikroskopis cat yang dilarutkan dalam air. Beras. 1. Lintasan pergerakan mikropartikel cat yang terlarut dalam air Karena suhunya berhubungan dengan kecepatan gerakan molekul tubuh, gerakan acak partikel disebut gerakan termal. Dalam cairan, molekul dapat berosilasi, berputar, dan bergerak relatif satu sama lain. DI DALAM padatan molekul dan atom bergetar di sekitar beberapa posisi rata-rata Semua molekul tubuh berpartisipasi dalam gerakan termal, oleh karena itu, dengan perubahan sifat gerakan termal, keadaan tubuh dan sifat-sifatnya juga berubah. Jadi, ketika suhu naik, es mulai mencair, berubah menjadi cairan. Jika suhu, misalnya, merkuri diturunkan, maka merkuri berubah dari cair menjadi padat kisi kristal Es Suhu tubuh berkaitan erat dengan energi kinetik rata-rata molekul. Semakin tinggi suhu tubuh, semakin besar energi kinetik rata-rata molekulnya. Ketika suhu tubuh menurun, energi kinetik rata-rata molekulnya menurun.