Kas ir termiskā kustība? Kādi jēdzieni ar to ir saistīti? Termiskā kustība: iekšējā enerģija.

Kas, jūsuprāt, nosaka cukura šķīšanas ātrumu ūdenī? Jūs varat veikt vienkāršu eksperimentu. Ņem divus cukura gabalus un vienu iemet glāzē verdoša ūdens, otru glāzē auksta ūdens.

Jūs redzēsiet, kā cukurs verdošā ūdenī izšķīst vairākas reizes ātrāk nekā aukstā ūdenī. Izšķīšanas cēlonis ir difūzija. Tas nozīmē, ka augstākā temperatūrā difūzija notiek ātrāk. Difūziju izraisa molekulu kustība. Tāpēc mēs secinām, ka molekulas pārvietojas ātrāk augstākās temperatūrās. Tas ir, to kustības ātrums ir atkarīgs no temperatūras. Tāpēc ķermeni veidojošo molekulu nejaušo haotisko kustību sauc par termisko kustību.

Molekulu termiskā kustība

Temperatūrai paaugstinoties, tā palielinās termiskā kustība molekulas, mainās matērijas īpašības. Cietā viela kūst, pārvēršoties šķidrumā, šķidrums iztvaiko, pārvēršoties gāzveida stāvoklī. Attiecīgi, pazeminot temperatūru, samazināsies arī molekulu termiskās kustības vidējā enerģija, un attiecīgi ķermeņu agregācijas stāvokļa maiņas procesi notiks pretējā virzienā: ūdens kondensēsies šķidrumā, šķidrums sasalst, pārvēršoties cietā stāvoklī. Tajā pašā laikā mēs vienmēr runājam par temperatūras un molekulārā ātruma vidējām vērtībām, jo ​​vienmēr ir daļiņas ar lielākām un mazākām šo vērtību vērtībām.

Vielās esošās molekulas pārvietojas, šķērsojot noteiktu attālumu, tāpēc veic kādu darbu. Tas ir, mēs varam runāt par daļiņu kinētisko enerģiju. Kā rezultātā viņu relatīvā pozīcija ir arī molekulu potenciālā enerģija. Kad jautājumā par ķermeņu kinētisko un potenciālo enerģiju, tad runa ir par ķermeņu kopējās mehāniskās enerģijas esamību. Ja ķermeņa daļiņām ir kinētiskā un potenciālā enerģija, tad par šo enerģiju summu var runāt kā par neatkarīgu lielumu.

Ķermeņa iekšējā enerģija

Apsveriet piemēru. Ja mēs metam elastīgu bumbu uz grīdas, tad tās kustības kinētiskā enerģija brīdī, kad tā pieskaras grīdai, tiek pilnībā pārvērsta potenciālajā enerģijā, un tad atkal pāriet kinētiskajā enerģijā, kad tā atsitās. Ja mēs metīsim smagu dzelzs lodi uz cietas, neelastīgas virsmas, tad bumba piezemēsies bez atlēkšanas. Tā kinētiskā un potenciālā enerģija pēc nosēšanās būs vienāda ar nulli. Kur pazudusi enerģija? Vai viņa vienkārši pazuda? Ja pēc sadursmes apskatām bumbiņu un virsmu, redzams, ka bumba nedaudz saplacinājusies, virspusē palikusi iespiedums un abas nedaudz uzsilušas. Tas ir, notika izmaiņas ķermeņu molekulu izkārtojumā, un arī temperatūra paaugstinājās. Tas nozīmē, ka ir mainījusies ķermeņa daļiņu kinētiskā un potenciālā enerģija. Ķermeņa enerģija nekur nav pazudusi, tas ir pārgājis ķermeņa iekšējā enerģijā. Iekšējo enerģiju sauc par visu ķermeņa daļiņu kinētisko un potenciālo enerģiju. Ķermeņu sadursme izraisīja iekšējās enerģijas izmaiņas, tā pieauga, un mehāniskā enerģija samazinājās. Tas ir tas, ko tas sastāv

Apkārtējā pasaulē ir dažādas fiziskas parādības, kas ir tieši saistītas ar ķermeņa temperatūras izmaiņas. Kopš bērnības mēs to zinām auksts ūdens sildot, sākumā kļūst knapi silts un tikai pēc tam noteikts laiks karsts.

Ar tādiem vārdiem kā “auksts”, “karsts”, “silts” mēs definējam dažādas ķermeņu “sildīšanas” pakāpes jeb, fizikas valodā runājot, dažādas ķermeņu temperatūras. Temperatūra silts ūdens nedaudz siltāks par aukstu ūdeni. Ja salīdzinām vasaras un ziemas gaisa temperatūru, tad temperatūras atšķirība ir acīmredzama.

Ķermeņa temperatūru mēra ar termometru un izsaka grādos pēc Celsija (°C).

Kā zināms, difūzija augstākā temperatūrā notiek ātrāk. No tā izriet, ka molekulu kustības ātrums un temperatūra ir cieši savstarpēji saistīti. Ja paaugstināsi temperatūru, tad palielināsies molekulu kustības ātrums, ja samazināsies – samazināsies.

Tādējādi mēs secinām: ķermeņa temperatūra ir tieši saistīta ar molekulu kustības ātrumu.

Karstais ūdens sastāv no tādām pašām molekulām kā auksts ūdens. Atšķirība starp tām ir tikai molekulu kustības ātrumā.

Parādības, kas saistītas ar ķermeņu sasilšanu vai atdzišanu, temperatūras maiņu, sauc par termiskām. Tie ietver gaisa sildīšanu vai dzesēšanu, metāla kausēšanu, sniega kušanu.

Molekulas vai atomi, kas ir visu ķermeņu pamatā, atrodas bezgalīgā haotiskā kustībā. Šādu molekulu un atomu skaits ķermeņos ap mums ir milzīgs. Tilpums, kas vienāds ar 1 cm³ ūdens, satur aptuveni 3,34 x 10²² molekulas. Jebkurai molekulai ir ļoti sarežģīta kustības trajektorija. Piemēram, gāzes daļiņas, kas lielā ātrumā pārvietojas dažādos virzienos, var sadurties gan savā starpā, gan ar trauka sienām. Tādējādi viņi maina ātrumu un atkal turpina kustību.

1. attēlā parādīta ūdenī izšķīdinātu krāsas daļiņu nejauša kustība.

Tādējādi mēs izdarām vēl vienu secinājumu: ķermeņus veidojošo daļiņu haotisko kustību sauc par termisko kustību.

Nejaušība ir vissvarīgākā termiskās kustības iezīme. Viens no svarīgākajiem molekulu kustības pierādījumiem ir difūzija un Brauna kustība.(Brauna kustība ir mazāko cieto daļiņu kustība šķidrumā molekulāro triecienu ietekmē. Kā liecina novērojumi, Brauna kustība nevar apstāties).

Šķidrumos molekulas var svārstīties, griezties un pārvietoties attiecībā pret citām molekulām. Ja ņemam cietvielas, tad tajās molekulas un atomi vibrē ap kaut kādām vidējām pozīcijām.

Molekulu un atomu termiskajā kustībā piedalās absolūti visas ķermeņa molekulas, tieši tāpēc, mainoties termiskajai kustībai, mainās arī paša ķermeņa stāvoklis, tā dažādās īpašības. Tādējādi, ja paaugstina ledus temperatūru, tas sāk kust, vienlaikus iegūstot pavisam citu formu – ledus kļūst šķidrs. Ja, gluži pretēji, pazeminās, piemēram, dzīvsudraba temperatūru, tas mainīs savas īpašības un no šķidruma pārvērtīsies par cietu vielu.

T ķermeņa temperatūra ir tieši atkarīga no molekulu vidējās kinētiskās enerģijas. Mēs izdarām acīmredzamu secinājumu: jo augstāka ir ķermeņa temperatūra, jo lielāka ir tā molekulu vidējā kinētiskā enerģija. Un otrādi, pazeminoties ķermeņa temperatūrai, tā molekulu vidējā kinētiskā enerģija samazinās.

Ja jums ir kādi jautājumi vai vēlaties uzzināt vairāk par siltuma kustību un temperatūru, reģistrējieties mūsu vietnē un saņemiet pasniedzēja palīdzību.

Vai jums ir kādi jautājumi? Vai nezināt, kā izpildīt mājasdarbus?
Lai saņemtu pasniedzēja palīdzību - reģistrējieties.
Pirmā nodarbība bez maksas!

vietne, pilnībā vai daļēji kopējot materiālu, ir nepieciešama saite uz avotu.

 Teorija: Atomi un molekulas atrodas nepārtrauktā termiskā kustībā, pārvietojas nejauši, sadursmju dēļ pastāvīgi maina virzienu un ātruma moduli.

Jo augstāka temperatūra, jo lielāks ir molekulu ātrums. Temperatūrai pazeminoties, molekulu ātrums samazinās. Pastāv temperatūra, ko sauc par "absolūto nulli" - temperatūra (-273 ° C), kurā molekulu termiskā kustība apstājas. Bet "absolūtā nulle" ir nesasniedzama.
Brauna kustība ir šķidrumā vai gāzē suspendētu, redzamu cietas vielas mikroskopisku daļiņu nejauša kustība, ko izraisa šķidruma vai gāzes daļiņu termiskā kustība. Pirmo reizi šo parādību 1827. gadā novēroja Roberts Brauns. Viņš pētīja augu ziedputekšņus, kas atradās ūdens vidē. Brauns pamanīja, ka ziedputekšņi laika gaitā visu laiku mainās, un jo augstāka temperatūra, jo ātrāks ir putekšņu maiņas ātrums. Viņš ierosināja, ka ziedputekšņu kustība ir saistīta ar to, ka ūdens molekulas ietriecas ziedputekšņos un liek tiem kustēties.

Difūzija ir vienas vielas molekulu savstarpējas iekļūšanas process spraugās starp citas vielas molekulām.

Piemērs brūna kustība ir
1) nejauša ziedputekšņu kustība ūdens pilē
2) nejauša punduru kustība zem laternas
3) izšķīšana cietvielasšķidrumos
4) iespiešanās barības vielas no augsnes līdz augu saknēm
Lēmums: no Brauna kustības definīcijas ir skaidrs, ka pareizā atbilde ir 1. Ziedputekšņi pārvietojas nejauši, pateicoties tam, ka ūdens molekulas tiem ietriecas. Puķu nejauša kustība zem luktura nav piemērota, jo paši punduri izvēlas kustības virzienu, pēdējās divas atbildes ir difūzijas piemēri.
Atbilde: 1.

Oge uzdevums fizikā (risināšu eksāmenu): Kurš no šiem apgalvojumiem ir pareizs?
A. Vielā esošās molekulas vai atomi atrodas nepārtrauktā termiskā kustībā, un viens no argumentiem par labu tam ir difūzijas fenomens.
B. Vielā esošās molekulas vai atomi atrodas nepārtrauktā termiskā kustībā, un tam pierādījums ir konvekcijas fenomens.
1) tikai A
2) tikai B
3) gan A, gan B
4) ne A, ne B
Lēmums: Difūzija ir vienas vielas molekulu savstarpējas iekļūšanas process spraugās starp citas vielas molekulām. Pirmais apgalvojums ir patiess, konvencija ir iekšējās enerģijas pārnešana ar šķidruma vai gāzes slāņiem, izrādās, ka otrais apgalvojums nav patiess.
Atbilde: 1.

Oge uzdevums fizikā (fipi): 2) Sveces liesmā tiek uzkarsēta svina bumba. Kā mainās balona tilpums sildīšanas laikā? Vidējais ātrums tās molekulu kustība?
Izveidot atbilstību starp fiziskajiem lielumiem un to iespējamām izmaiņām.
Katrai vērtībai nosakiet atbilstošo izmaiņu veidu:
1) palielinās
2) samazinās
3) nemainās
Ierakstiet tabulā katram atlasītos skaitļus fiziskais daudzums. Cipari atbildē var tikt atkārtoti.
Risinājums (pateicoties Milēnai): 2) 1. Bumbiņas tilpums palielināsies sakarā ar to, ka molekulas sāks kustēties ātrāk.
2. Karsējot palielināsies molekulu ātrums.
Atbilde: 11.

Exercise demo versija OGE 2019: Viens no matērijas struktūras molekulāri kinētiskās teorijas noteikumiem ir tāds, ka "vielas daļiņas (molekulas, atomi, joni) atrodas nepārtrauktā haotiskā kustībā". Ko nozīmē vārdi "nepārtraukta kustība"?
1) Daļiņas vienmēr pārvietojas noteiktā virzienā.
2) Vielas daļiņu kustība nepakļaujas nekādiem likumiem.
3) Visas daļiņas pārvietojas kopā vienā vai otrā virzienā.
4) molekulu kustība nekad neapstājas.
Lēmums: Molekulas kustas, sadursmju dēļ molekulu ātrums nemitīgi mainās, tāpēc nevaram aprēķināt katras molekulas ātrumu un virzienu, bet varam aprēķināt molekulu vidējo kvadrātveida ātrumu, un tas ir saistīts ar temperatūru, kā temperatūra pazeminās, molekulu ātrums samazinās. Ir aprēķināts, ka temperatūra, pie kuras apstāsies molekulu kustība, ir -273 °C (zemākā iespējamā temperatūra dabā). Bet tas nav sasniedzams. tāpēc molekulas nekad nepārstāj kustēties.

§ 1. Termiskā kustība. temperatūra Apkārtējā pasaulē notiek dažādas fizikālas parādības, kas saistītas ar ķermeņu sasilšanu un atdzišanu. Mēs zinām, ka, sildot aukstu ūdeni, tas vispirms kļūst silts un pēc tam karsts. Ar tādiem vārdiem kā "auksts", "silts" un "karsts" mēs norādām uz atšķirīgu ķermeņu sildīšanas pakāpi vai, kā saka fizikā, uz citu ķermeņu temperatūru. Temperatūra karsts ūdens virs aukstās temperatūras. Gaisa temperatūra vasarā ir augstāka nekā ziemā. Termisko parādību piemēri:
a - kūstošs ledus; b - ūdens sasalšana Ķermeņa temperatūru mēra ar termometru un izsaka grādos pēc Celsija (°C). Jūs jau zināt, ka difūzija augstākā temperatūrā notiek ātrāk. Tas nozīmē, ka molekulu kustības ātrums un temperatūra ir saistīti. Temperatūrai paaugstinoties, molekulu kustības ātrums palielinās, pazeminoties – samazinās. Tāpēc ķermeņa temperatūra ir atkarīga no molekulu kustības ātruma. Siltais ūdens sastāv no tādām pašām molekulām kā auksts ūdens. Atšķirība starp tām ir tikai molekulu kustības ātrumā.Parādības, kas saistītas ar ķermeņu sildīšanu vai dzesēšanu, ar temperatūras izmaiņām, sauc par termiskām. Šādas parādības ietver, piemēram, gaisa sildīšanu un dzesēšanu, ledus kušanu, metālu kušanu utt. Metāla kušana Molekulas vai atomi, kas veido ķermeņus, atrodas nepārtrauktā nejaušā kustībā. To skaits ķermeņos ap mums ir ļoti liels. Tātad tilpumā, kas vienāds ar 1 cm3 ūdens, ir aptuveni 3,34 1022 molekulas. Katra molekula pārvietojas pa ļoti sarežģītu trajektoriju. Tas ir saistīts ar faktu, ka, piemēram, gāzes daļiņas, kas lielā ātrumā pārvietojas dažādos virzienos, saduras savā starpā un ar trauka sienām. Rezultātā viņi maina ātrumu un atkal turpina kustību. 1. attēlā parādītas ūdenī izšķīdināto krāsas mikroskopisko daļiņu trajektorijas. Rīsi. 1. Ūdenī izšķīdušo krāsas mikrodaļiņu kustības trajektorija Tā kā tā temperatūra ir saistīta ar ķermeņa molekulu kustības ātrumu, daļiņu nejaušo kustību sauc termiskā kustība. Šķidrumos molekulas var svārstīties, griezties un pārvietoties viena pret otru. AT cietvielas molekulas un atomi svārstās ap noteiktām vidējām pozīcijām.Termiskajā kustībā piedalās visas ķermeņa molekulas, tāpēc, mainoties termiskās kustības raksturam, mainās arī ķermeņa stāvoklis un tā īpašības. Tātad, temperatūrai paaugstinoties, ledus sāk kust, pārvēršoties šķidrumā. Ja, piemēram, dzīvsudrabam pazeminās temperatūru, tad tas no šķidruma pārvēršas cietā.Modelis kristāla režģis ledus Ķermeņa temperatūra ir cieši saistīta ar molekulu vidējo kinētisko enerģiju. Jo augstāka ir ķermeņa temperatūra, jo lielāka ir tā molekulu vidējā kinētiskā enerģija. Pazeminoties ķermeņa temperatūrai, samazinās tā molekulu vidējā kinētiskā enerģija.