Issiqlik harakati nima? Qanday tushunchalar u bilan bog'liq? Issiqlik harakati: ichki energiya.

Sizningcha, shakarning suvda erish tezligi nimaga bog'liq? Siz oddiy tajriba qilishingiz mumkin. Ikki bo'lak shakarni oling va birini bir stakan qaynoq suvga, ikkinchisini bir stakan sovuq suvga tashlang.

Qaynayotgan suvdagi shakar sovuq suvga qaraganda bir necha barobar tezroq eriydi. Eritmaning sababi diffuziyadir. Bu yuqori haroratlarda diffuziya tezroq sodir bo'lishini anglatadi. Diffuziya molekulalarning harakati natijasida yuzaga keladi. Shuning uchun biz molekulalar yuqori haroratlarda tezroq harakat qiladi degan xulosaga keldik. Ya'ni, ularning harakat tezligi haroratga bog'liq. Shuning uchun ham tanani tashkil etuvchi molekulalarning tasodifiy xaotik harakati issiqlik harakati deyiladi.

Molekulalarning issiqlik harakati

Harorat ko'tarilgach, u oshadi termal harakat molekulalar, moddalarning xossalari o'zgaradi. Qattiq eriydi, suyuqlikka aylanadi, suyuqlik bug'lanadi, gazsimon holatga aylanadi. Shunga ko'ra, agar harorat tushirilsa, molekulalarning issiqlik harakatining o'rtacha energiyasi ham kamayadi va shunga mos ravishda jismlarning agregatsiya holatini o'zgartirish jarayonlari teskari yo'nalishda sodir bo'ladi: suv suyuqlikka kondensatsiyalanadi, suyuqlik muzlab, qattiq holatga aylanadi. Shu bilan birga, biz har doim harorat va molekulyar tezlikning o'rtacha qiymatlari haqida gapiramiz, chunki har doim bu qiymatlarning kattaroq va kichikroq qiymatlari bo'lgan zarralar mavjud.

Moddalardagi molekulalar harakat qiladi, ma'lum masofani bosib o'tadi, shuning uchun ba'zi ishlarni bajaradi. Ya'ni, zarrachalarning kinetik energiyasi haqida gapirish mumkin. Ularning natijasida nisbiy pozitsiya molekulalarning potentsial energiyasi ham mavjud. Qachon savol ostida jismlarning kinetik va potentsial energiyasi haqida, keyin biz jismlarning umumiy mexanik energiyasining mavjudligi haqida gapiramiz. Agar tananing zarralari kinetik va potentsial energiyaga ega bo'lsa, demak, bu energiyalarning yig'indisi haqida mustaqil miqdor sifatida gapirish mumkin.

Tananing ichki energiyasi

Bir misolni ko'rib chiqing. Agar biz elastik to'pni polga tashlasak, u holda uning harakatining kinetik energiyasi polga tegishi paytida to'liq potentsial energiyaga aylanadi va u sakrab tushganda yana kinetik energiyaga o'tadi. Agar og'ir temir to'pni qattiq, egiluvchan yuzaga tashlasak, u holda to'p sakrab tushmasdan tushadi. Qo'ngandan keyin uning kinetik va potentsial energiyalari nolga teng bo'ladi. Energiya qayerga ketdi? U shunchaki g'oyib bo'ldimi? To‘qnashuvdan so‘ng to‘p va sirtni tekshiradigan bo‘lsak, to‘pning biroz yassilanganligini, sirtida chuqurcha borligini va ikkalasi ham biroz qizib ketganini ko‘rishimiz mumkin. Ya'ni, jismlarning molekulalarining joylashishida o'zgarishlar yuz berdi va harorat ham oshdi. Bu tananing zarrachalarining kinetik va potensial energiyalari o'zgarganligini anglatadi. Tananing energiyasi hech qaerga ketmadi, u tananing ichki energiyasiga o'tdi. Ichki energiya tananing barcha zarralarining kinetik va potentsial energiyasi deb ataladi. Jismlarning to'qnashuvi ichki energiyaning o'zgarishiga olib keldi, u kuchaydi va mexanik energiya kamaydi. Bu nimadan iborat

Atrofimizdagi dunyoda bevosita bog'liq bo'lgan turli xil jismoniy hodisalar mavjud tana haroratining o'zgarishi. Biz buni bolalikdan bilamiz sovuq suv qizdirilganda, dastlab u zo'rg'a isinadi va faqat keyin ma'lum vaqt issiq.

"Sovuq", "issiq", "issiq" kabi so'zlar bilan biz jismlarning "isitish" ning turli darajalarini yoki fizika tilida aytganda, jismlarning har xil haroratlarini aniqlaymiz. Harorat iliq suv sovuq suvdan bir oz issiqroq. Agar yoz va qish havosining haroratini solishtirsak, harorat farqi aniq.

Tana harorati termometr bilan o'lchanadi va Selsiy gradusida (°C) ifodalanadi.

Ma'lumki, yuqori haroratda diffuziya tezroq bo'ladi. Bundan kelib chiqadiki, molekulalarning harakat tezligi va harorat o'zaro chuqur bog'liqdir. Agar siz haroratni oshirsangiz, molekulalarning harakat tezligi oshadi, agar uni pasaytirsangiz, u kamayadi.

Shunday qilib, biz xulosa qilamiz: tana harorati bevosita molekulalarning harakat tezligiga bog'liq.

Issiq suv sovuq suv bilan bir xil molekulalardan iborat. Ularning orasidagi farq faqat molekulalarning harakat tezligida.

Jismlarning isishi yoki sovishi, haroratning o'zgarishi bilan bog'liq bo'lgan hodisalar termal deyiladi. Bularga havoni isitish yoki sovutish, metall eritish, qor erishi kiradi.

Barcha jismlarning asosi bo'lgan molekulalar yoki atomlar cheksiz xaotik harakatdadir. Atrofimizdagi jismlardagi bunday molekulalar va atomlarning soni juda ko'p. 1 sm³ suvga teng hajmda taxminan 3,34 x 10²² molekulalar mavjud. Har qanday molekula juda murakkab harakat traektoriyasiga ega. Masalan, turli yo'nalishlarda yuqori tezlikda harakatlanadigan gaz zarralari bir-biri bilan ham, idishning devorlari bilan ham to'qnashishi mumkin. Shunday qilib, ular tezligini o'zgartiradilar va yana harakatlanishni davom ettiradilar.

№1-rasmda suvda erigan bo'yoq zarralarining tasodifiy harakati ko'rsatilgan.

Shunday qilib, biz yana bir xulosa qilamiz: jismlarni tashkil etuvchi zarrachalarning xaotik harakati issiqlik harakati deyiladi.

Tasodifiylik - termal harakatning eng muhim xususiyati. Molekulalar harakatining eng muhim dalillaridan biri diffuziya va Broun harakati.(Braun harakati - molekulyar ta'sirlar ta'sirida suyuqlikdagi eng kichik qattiq zarrachalarning harakati. Kuzatish shuni ko'rsatadiki, Braun harakati to'xtab qolishi mumkin emas).

Suyuqliklarda molekulalar boshqa molekulalarga nisbatan tebranishi, aylanishi va harakatlanishi mumkin. Agar biz qattiq jismlarni oladigan bo'lsak, unda ulardagi molekulalar va atomlar qandaydir o'rtacha pozitsiyalar atrofida tebranadi.

Molekulalar va atomlarning issiqlik harakatida tananing mutlaqo barcha molekulalari ishtirok etadi, shuning uchun issiqlik harakatining o'zgarishi bilan tananing o'zi, uning turli xil xususiyatlari ham o'zgaradi. Shunday qilib, agar siz muzning haroratini oshirsangiz, u eriy boshlaydi, shu bilan birga butunlay boshqa shaklni oladi - muz suyuqlikka aylanadi. Agar, aksincha, masalan, simobning harorati pasaytirilsa, u o'z xususiyatlarini o'zgartiradi va suyuqlikdan qattiq holatga aylanadi.

T tana harorati bevosita molekulalarning o'rtacha kinetik energiyasiga bog'liq. Biz aniq xulosa chiqaramiz: tananing harorati qanchalik baland bo'lsa, uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi shunchalik yuqori bo'ladi. Aksincha, tana haroratining pasayishi bilan uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi kamayadi.

Agar sizda biron bir savol bo'lsa yoki termal harakat va harorat haqida ko'proq ma'lumotga ega bo'lishni istasangiz, bizning veb-saytimizda ro'yxatdan o'ting va repetitor yordamini oling.

Savollaringiz bormi? Uy vazifangizni qanday qilishni bilmayapsizmi?
Repetitor yordamini olish uchun - ro'yxatdan o'ting.
Birinchi dars bepul!

sayt, materialni to'liq yoki qisman nusxalash bilan, manbaga havola talab qilinadi.

 Nazariya: Atomlar va molekulalar uzluksiz issiqlik harakatida bo'lib, tasodifiy harakat qiladilar, to'qnashuvlar tufayli yo'nalish va tezlik modulini doimo o'zgartiradilar.

Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, molekulalarning tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Haroratning pasayishi bilan molekulalarning tezligi pasayadi. Harorat mavjud bo'lib, u "mutlaq nol" deb ataladi - molekulalarning termal harakati to'xtaydigan harorat (-273 ° C). Ammo "mutlaq nolga" erishib bo'lmaydi.
Broun harakati - suyuqlik yoki gaz zarralarining issiqlik harakati natijasida yuzaga keladigan suyuqlik yoki gazda to'xtatilgan qattiq moddaning mikroskopik zarrachalarining tasodifiy harakati. Bu hodisa birinchi marta 1827 yilda Robert Braun tomonidan kuzatilgan. U suv muhitida bo'lgan o'simliklarning gulchanglarini o'rgandi. Braunning ta'kidlashicha, gulchanglar vaqt o'tishi bilan doimiy ravishda o'zgarib turadi va harorat qancha yuqori bo'lsa, gulchanglarning o'tish tezligi shunchalik tez bo'ladi. Uning fikricha, gulchanglarning harakati suv molekulalarining gulchangga tegib, uni harakatga keltirishi bilan bog‘liq.

Diffuziya - bu bir moddaning molekulalarining boshqa modda molekulalari orasidagi bo'shliqlarga o'zaro kirib borishi jarayoni.

Misol jigarrang harakati hisoblanadi
1) bir tomchi suvda gulchanglarning tasodifiy harakati
2) chiroq ostida midgesning tasodifiy harakati
3) eritish qattiq moddalar suyuqliklarda
4) kirib borish ozuqa moddalari tuproqdan o'simlik ildizlariga qadar
Qaror: Broun harakatining ta'rifidan ko'rinib turibdiki, to'g'ri javob 1. Polen suv molekulalari urganligi sababli tasodifiy harakat qiladi. Chiroq ostidagi midjlarning tartibsiz harakati mos emas, chunki midgeslar harakat yo'nalishini o'zlari tanlaydilar, oxirgi ikkita javob diffuziyaga misoldir.
Javob: 1.

Fizikadan Oge topshirig'i (imtihonni hal qilaman): Quyidagi fikrlardan qaysi biri to‘g‘ri (to‘g‘ri)?
A. Moddadagi molekulalar yoki atomlar uzluksiz issiqlik harakatida bo‘ladi va buni tasdiqlovchi dalillardan biri diffuziya hodisasidir.
B. Moddadagi molekulalar yoki atomlar uzluksiz issiqlik harakatida boʻladi va buning isboti konvektsiya hodisasidir.
1) faqat A
2) faqat B
3) A va B
4) na A, na B
Qaror: Diffuziya - bu bir moddaning molekulalarining boshqa modda molekulalari orasidagi bo'shliqlarga o'zaro kirib borishi jarayoni. Birinchi bayonot to'g'ri, Konventsiya suyuqlik yoki gaz qatlamlari bilan ichki energiyani uzatishdir, ikkinchi bayonot to'g'ri emasligi ma'lum bo'ldi.
Javob: 1.

Fizikadan Oge topshirig'i (fipi): 2) Qo'rg'oshin shari sham alangasida isitiladi. Isitish paytida sharning hajmi qanday o'zgaradi? o'rtacha tezlik uning molekulalari harakati?
Jismoniy miqdorlar va ularning mumkin bo'lgan o'zgarishlari o'rtasidagi yozishmalarni o'rnating.
Har bir qiymat uchun o'zgarishning tegishli xususiyatini aniqlang:
1) ortadi
2) kamayadi
3) o'zgarmaydi
Har biri uchun tanlangan raqamlarni jadvalga yozing jismoniy miqdor. Javobdagi raqamlar takrorlanishi mumkin.
Yechim (Milena uchun rahmat): 2) 1. Molekulalar tezroq harakatlana boshlagani uchun sharning hajmi ortadi.
2. Qizdirilganda molekulalarning tezligi ortadi.
Javob: 11.

Mashq qilish demo versiyasi OGE 2019: Moddalar tuzilishining molekulyar-kinetik nazariyasi qoidalaridan biri “modda zarralari (molekulalar, atomlar, ionlar) uzluksiz xaotik harakatdadir”. "Doimiy harakat" so'zlari nimani anglatadi?
1) Zarralar har doim ma'lum bir yo'nalishda harakat qiladi.
2) Materiya zarralarining harakati hech qanday qonunlarga bo'ysunmaydi.
3) Barcha zarralar birgalikda u yoki bu yo'nalishda harakat qiladi.
4) Molekulalarning harakati hech qachon to'xtamaydi.
Qaror: Molekulalar harakatlanmoqda, to'qnashuvlar tufayli molekulalarning tezligi doimo o'zgarib turadi, shuning uchun biz har bir molekulaning tezligi va yo'nalishini hisoblay olmaymiz, lekin molekulalarning o'rtacha kvadrat tezligini hisoblashimiz mumkin va bu harorat bilan bog'liq, chunki harorat pasayadi, molekulalarning tezligi pasayadi. Molekulalar harakati to'xtab qoladigan harorat -273 °C (tabiatdagi mumkin bo'lgan eng past harorat) deb hisoblangan. Ammo bunga erishib bo'lmaydi. shuning uchun molekulalar hech qachon harakatdan to'xtamaydi.

§ 1. Issiqlik harakati. harorat Atrofimizdagi dunyoda jismlarning isishi va sovishi bilan bog'liq bo'lgan turli xil jismoniy hodisalar ro'y beradi. Biz bilamizki, sovuq suv qizdirilganda u avval iliq, keyin esa issiq bo'ladi. "Sovuq", "iliq" va "issiq" kabi so'zlar bilan biz jismlarning boshqa isishi darajasiga yoki fizikada aytganidek, jismlarning boshqa haroratiga ishora qilamiz. Harorat issiq suv sovuq haroratdan yuqori. Yozda havo harorati qishga qaraganda yuqori. Issiqlik hodisalariga misollar:
a - muzning erishi; b - suvning muzlashi Tana harorati termometr bilan o'lchanadi va Selsiy gradusida (°C) ifodalanadi. Yuqori haroratda diffuziya tezroq bo'lishini allaqachon bilasiz. Bu molekulalarning harakat tezligi va harorat o'zaro bog'liqligini anglatadi. Harorat ko'tarilsa, molekulalarning harakat tezligi oshadi, pasayganda u kamayadi. Shuning uchun tana harorati molekulalarning harakat tezligiga bog'liq. Issiq suv sovuq suv bilan bir xil molekulalardan iborat. Ularning orasidagi farq faqat molekulalarning harakat tezligidadir.Jismlarni isitish yoki sovutish bilan bog'liq, haroratning o'zgarishi bilan bog'liq hodisalar termal deyiladi. Bunday hodisalarga, masalan, havoning qizishi va sovishi, muzning erishi, metallarning erishi va boshqalar kiradi. Metallning erishi. Jismlarni tashkil etuvchi molekulalar yoki atomlar uzluksiz tasodifiy harakatda. Atrofimizdagi jismlardagi ularning soni juda katta. Shunday qilib, 1 sm3 suvga teng hajmda taxminan 3,34 1022 molekula mavjud. Har bir molekula juda murakkab traektoriya bo'ylab harakatlanadi. Buning sababi, masalan, turli yo'nalishlarda yuqori tezlikda harakatlanadigan gaz zarralari bir-biri bilan va idishning devorlari bilan to'qnashadi. Natijada ular tezligini o'zgartirib, yana harakatlanishda davom etadilar. 1-rasmda suvda erigan bo'yoqning mikroskopik zarrachalarining traektoriyalari ko'rsatilgan. Guruch. 1. Suvda erigan bo'yoq mikrozarrachalarining harakat traektoriyasi Uning harorati tananing molekulalarining harakat tezligi bilan bog'liq bo'lganligi sababli, zarralarning tasodifiy harakati deyiladi. termal harakat. Suyuqliklarda molekulalar bir-biriga nisbatan tebranishi, aylanishi va harakatlanishi mumkin. DA qattiq moddalar molekulalar va atomlar ma'lum o'rtacha pozitsiyalar atrofida tebranadi.Tananing barcha molekulalari issiqlik harakatida qatnashadi, shuning uchun issiqlik harakati tabiatining o'zgarishi bilan tananing holati va uning xususiyatlari ham o'zgaradi. Shunday qilib, harorat ko'tarilgach, muz eriy boshlaydi va suyuqlikka aylanadi. Agar, masalan, simobning harorati tushirilsa, u suyuqlikdan qattiq holatga aylanadi.Model kristall panjara muz Tana harorati molekulalarning o'rtacha kinetik energiyasi bilan chambarchas bog'liq. Tana harorati qanchalik baland bo'lsa, uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi shunchalik yuqori bo'ladi. Jismning harorati pasayganda, uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi kamayadi.