Абсолютний нуль температури – точка припинення руху молекул. Тепловий рух - спиши в антошки

Сторінка 1

Тепловий рух молекул речовин у рідкому стані має схожість з їх рухом для речовин у кристалічному та газоподібному станах. У кристалах тепловий рух молекул виявляється переважно у коливаннях молекул щодо положень рівноваги, які у часі мало змінюються. Тепловий рух молекул у газах - це в основному їх поступальне переміщення та обертання, напрямки яких змінюються у зіткненнях.

Тепловий рух молекул речовини лежить на поверхні підкладки називається міграцією. При міграції з'являється можливість зіткнення молекул - двох і менше трьох між собою. Зіткнулися молекули об'єднуються під дією вандервааль-сових сил. Отже, утворюються дублети та триплети. Їх важче десорбувати, ніж одиночні молекули, тому що зв'язки їх з поверхнею помітно сильніші. Ці утворення є активними центрами при конденсації наступних осідаючих молекул.

Оскільки тепловий рух молекул речовини тіла порушує їхнє впорядковане розташування, намагніченість при підвищенні температури зменшується.

Оскільки тепловий рух молекул речовини тіла порушує їхнє впорядковане розташування, намагніченість при підвищенні температури зменшується. Якщо це тіло видалити із зовнішнього поля, то хаотичний рух молекул призведе до його повного розмагнічування.

Тиск насиченої пари створюється тепловим рухом молекул речовини в паровій фазі при певній температурі.

Газоподібний стан виникає тоді, коли енергія теплового руху молекул речовини перевищує енергію їхньої взаємодії. Молекули речовини в цьому стані набувають прямолінійного поступального руху, а індивідуальні властивості речовин губляться, і вони підпорядковуються загальним для всіх газів законам Газоподібні тіла не мають власної форми і легко змінюють свій об'єм при дії зовнішніх сил або при зміні температури.

Абсолютний нуль (0 К) характеризується припиненням теплового руху молекул речовини і відповідає температурі, що лежить нижче 0 на 273 16 С.

Кінетична теорія матерії дозволяє встановити зв'язок між тиском та кінетичною енергією теплового руху молекул речовини.

Якщо внутрішні рухи в молекулах пов'язані з їх зовнішнім тепловим рухом, то не можна зрозуміти властивостей речовини, її хімічної поведінки, не вивчаючи цього зв'язку, не зважаючи на ті фактори, що впливають на тепловий рух молекул речовини (температура, тиск, середовище та ін.). ) і за посередництвом цього теплового руху впливають також на стан внутрішнього руху в кожній окремій молекулі.

Таким чином, було встановлено, що з газоподібного стану рідке можна перевести будь-яку речовину. Однак кожна речовина може відчувати таке перетворення лише за температур нижче певної, так званої критичної температури Тк. При температурі вище критичної речовини не перетворюється на рідину або тверде тіло за жодних значень тиску. Очевидно, що при критичній температурі середня кінетична енергія теплового руху молекул речовини перевищує потенційну енергію зв'язку в рідині або твердому тілі. Так як сили тяжіння, що діють між молекулами різних речовин, різні, неоднакова і потенційна енергія їх зв'язку, звідси різними виявляються значення критичної температури для різних речовин.

Часи релаксації 1 і Т2 введені вище як постійні, які повинні бути визначені з досвіду. Виміряні для різних речовин значення 7 лежать у широких межах від К) 4 с для розчинів парамагнітних солей до дек. Досвідчені дані вказують на тісний зв'язок значень часів релаксації із структурою та характером теплового руху молекул речовини.

Абсолютна температура Т, К, характеризує ступінь нагрітості тіла. Зокрема, як вихідні значення, що служать при побудові Міжнародної практичної температурної шкали Цельсія для встановлення початку відліку температури та одиниці її вимірювання - градуса, прийняті температура плавлення льоду (0 С) та кипіння води (100 С) при нормальному атмосферному тиску. Температури, що лежать вище 0, вважають позитивними, а лежачі нижче 0 С - негативними. У системі одиниць СІ розрахунки температури виробляються від абсолютного нуля градусах термодинамічної шкали Кельвіна. Абсолютний нуль цієї шкали (0 К) характеризується припиненням теплового руху молекул речовини і відповідає за шкалою Цельсія температурі – 273 15 С. Таким чином, обидві шкали відрізняються лише початковою точкою відліку, а ціна поділу (градусу) у них однакова.

Сторінки:      1

Усі молекули будь-якої речовини безперервно і безладно (хаотично) рухаються.

Рух молекул у різних тілах відбувається по-різному.
Молекули газів безладно рухаються з більшими швидкостями (сотні м/с) по всьому об'єму газу. Зіткнувшись, вони відскакують один від одного, змінюючи величину та напрямок швидкостей.
Молекули рідини коливаються біля рівноважних положень (оскільки розташовані майже впритул один до одного) і порівняно рідко перескакують з одного рівноважного положення в інше. Рух молекул у рідинах є менш вільним, ніж у газах, але вільнішим, ніж у твердих тілах.
У твердих тілах частки коливаються біля положення рівноваги.
Зі зростанням температури швидкість частинок збільшується, тому хаотичний рух частинок прийнято називати тепловим.

БРОУНІВСЬКИЙ РУХ

Доказ теплового руху молекул.
Броунівський рух було відкрито англійським ботаніком Робертом Броуном (1773-1858гг.)

Якщо розпорошити на поверхні рідини дрібні крупинки будь-якої речовини,
то вони безперервно рухатимуться.

Ці броунівські частки рухаються під впливом ударів молекул рідини. Т.к. тепловий рух молекул - це безперервний і безладний рух, те й швидкість руху броунівських частинок безладно змінюватиметься за величиною і напрямом.
Броунівський рух вічний і ніколи не припиняється.

ПОГЛЯДИ НА КНИЖКУ!

ДОМАШНЯ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

1. Візьміть три склянки. У перший налийте окріп, у другий теплу і третю холодну воду.
У кожну склянку кинути щіпку гранульованого чаю. Що ви помітили?

2. Візьміть порожню пластикову пляшку, попередньо охолодивши її, опустіть шийку в склянку з водою і охопіть пляшку долонями, але не натискайте. Спостерігайте протягом кількох хвилин.

3. На шийку тієї ж, але знову охолодженої пляшки покладіть змочену у воді перевернуту пробку і також обхопіть її теплими долонями. Спостерігайте протягом кількох хвилин.

4. Налийте в неглибоку тарілку води на висоту 1 - 1,5 см, поставте в неї перевернуту дном догори і попередньо нагріту гарячою водою склянку. Спостерігайте протягом кількох хвилин.

Чекаю на звіт із поясненнями побаченого. Хто перший?

ТЕМПЕРАТУРА

Розмір, що характеризує тепловий стан тіла чи інакше міра «нагрітості» тіла.
Чим вище температура тіла, тим більшу в середньому енергію мають його атоми та молекули.

Прилади для вимірювання температури називаються термометрами.

Принцип виміру температури.

Температура безпосередньо не вимірюється! Вимірюється величина, яка залежить від температури!
У сучасних рідинних термометрах – це обсяг спирту чи ртуті (у термоскопі Галілея – обсяг газу). Термометр вимірює свою температуру! Якщо ми хочемо виміряти з допомогою термометра температуру будь-якого іншого тіла, треба почекати деякий час, поки температури тіла і термометра зрівняються, тобто. настане теплова рівновага між термометром та тілом.
У цьому полягає закон теплової рівноваги:
у будь-якої групи ізольованих тіл через якийсь час температури стають однаковими,
тобто. настає стан теплової рівноваги

ПРОВЕДИ ДОМАШНИЙ ДОСВІД

Візьміть три тазики з водою: один – з дуже гарячою, інший – з помірно теплою, а третій – з дуже холодною. Тепер ненадовго опустіть ліву руку в тазик із гарячою водою, а праву – з холодною. Через кілька хвилин витягніть руки з гарячої та холодної води та опустіть їх у тазик із теплою водою. Тепер спитайте кожну руку, що вона "скаже" вам про температуру води?

ТЕРМОМЕТР - ЗРОБИ САМ

Візьми маленьку скляну бульбашку (у таких бульбашках в аптеках продають, наприклад, зеленку), пробку (краще гумову) і тоненьку прозору трубочку (можна взяти порожній прозорий стрижень від кулькової ручки).
Пророби отвір у пробці і закрий пляшечку. Набери в трубочку крапельку підфарбованої води та встав стрижень у пробку. Добре загерметизуй щілину між пробкою і стрижнем.
Термометр готовий.
Тепер потрібно відградуювати його, тобто. зробити вимірювальну шкалу.
Зрозуміло, що при нагріванні повітря в бульбашці він розширюватиметься, і крапелька рідини підніматиметься трубочкою вгору. Твоє завдання відзначити на стрижці або прикріпленій до нього картонці поділу, що відповідають різним температурам.
Для градуювання можна взяти ще один готовий термометр і опустити обидва термометри у склянку з теплою водою. Свідчення термометрів повинні збігатися. Тому, якщо готовий термометр показує температуру, наприклад, 40 градусів, можете сміливо ставити позначку 40 на стрижці свого термометра там, де знаходиться крапелька рідини. Вода в склянці остигатиме, і ти зможеш таким чином розмітити вимірювальну шкалу.
Можна зробити термометр повністю заповнивши його рідиною.

А можна й інакше:

Виконай у кришці пластикової пляшки отвір і встав тонку пластикову трубочку.
Пляшку частково заповни водою і закріпи на стіні. У вільного кінця трубочки розмійте температурну шкалу. Відградувати шкалу можна за допомогою звичайного кімнатного термометра.
При зміні температури в кімнаті вода розширюватиметься або стискатиметься, і рівень води в трубочці теж поповзе за шкалою.

А можна й подивитись, як працює термометр!
Обхопи пляшку руками та погрій її.
Що сталося з рівнем води у трубочці?

ТЕМПЕРАТУРНІ ШКАЛИ

Шкала Цельсія – введена шведським фізиком А. Цельсієм у 1742 році. Позначення: C. На шкалі є як позитивні, і негативні температури. Опорні точки: 0 ° C – температура танення льоду, 100 ° C – температура кипіння води.

Шкала Фаренгейта – введена Фаренгейтом, склодувом із Голландії, у 1724 році. Позначення: F. На шкалі є як позитивні, і негативні температури. Опорні точки: 32F – температура танення льоду, 212F – температура кипіння води.

Шкала Реомюра – введена французьким фізиком Реомюром у 1726 році. Позначення: R. На шкалі є як позитивні, і негативні температури. Опорні точки: 0R – температура танення льоду, 80R – температура кипіння води.

Шкала Кельвіна – введена англійським фізиком Томсоном (лордом Кельвіном) у 1848 році. Позначення: К. На шкалі є лише позитивні температури. Опорні точки: 0K - абсолютний нуль, 273К - температура танення льоду. Т = t + 273

ТЕРМОСКОП

Вперше прилад для визначення температури був винайдений Галілеєм у 1592 р. Невеликий скляний балон був припаяний до тонкої трубки з відкритим кінцем.

Балон нагрівали руками і занурювали кінець трубки в посудину з водою. Балон охолоджувався до температури навколишнього повітря та рівень води в трубці піднімався. Тобто. щодо зміни обсягу газу в посудині можна було судити про зміну температури. Тут ще не було числової шкали, тому такий пристрій називався термоскопом. Вимірювальна шкала з'явилася лише за 150 років!

ЧИ ЗНАЄШ ТИ

Найвища температура Землі зареєстрована у Лівії 1922 року - +57,80С;
найнижча температура, зареєстрована Землі, - –89,20С;
над головою у людини температура вища за температуру навколишнього середовища на 1 – 1,50С; середня температура тварин: коні - 380С, вівці - 400С, курки - 410С,
температура в центрі Землі - 200000С;
температура на поверхні Сонця – 6000 К, у центрі – 20 млн. град.

А яка температура надр Землі?
Раніше висловлювалися різні гіпотетичні припущення і наводилися розрахунки, якими температура на глибині 15 км виходила 100...400°C. Тепер Кольська надглибока свердловина,
яка пройшла позначку 12 км, дала точну відповідь на поставлене запитання. Спочатку (до 3 км) температура зростала на 1° через кожні 100 м проходки, далі це зростання склало 2,5° на кожні нові 100 м. На глибині 10 км температура надр Землі дорівнювала 180°C!
Наука та життя

До кінця 18 століття число винайдених температурних шкал сягало двох десятків.

Італійські вчені-полярники, здійснивши експедицію до Антарктиди, зіткнулися із дивовижною загадкою. Поблизу затоки Інгли вони відкрили крижану ущелину, де постійно дме надшвидкісний і надхолодний вітер. Потік повітря температурою мінус 90 градусів мчить зі швидкістю 200 км/год. Не дивно, що цю ущелину назвали «брамою пекла» – ніхто не може перебувати там без ризику для життя більше однієї хвилини: вітер несе частинки льоду з такою силою, що миттю рве одяг на шматки.

ПОЛОМАЄМО ГОЛОВУ?

КАВЕРЗНІ ЗАВДАННЯ

1. Як виміряти температуру тіла мурашки за допомогою звичайного термометра?

2. Існують термометри, у яких використовують воду. Чому такі водяні термометри незручні для вимірювання температур, близьких до температури замерзання води?

Чекаю на відповідь (на уроці або поштою)!

А ЦЕ ТИ ЗНАЄШ?

Насправді шведський астроном і фізик Цельсій запропонував шкалу, у якій точку кипіння води було позначено числом 0, а точка танення льоду числом 100! "Зате взимку не буде негативних чисел!" -Любив говорити Цельсій. Але потім шкалу "перевернули".

· Температура -40 градусів за Цельсієм точно дорівнює температурі -40 градусів за Фаренгейтом. Це єдина температура, в якій дві ці шкали сходяться.

У свій час у фізичних лабораторіях користувалися для вимірювання температури так званим ваговим термометром. Він складався з порожнистої платинової кулі, заповненої ртуттю, в якій був капілярний отвір. Про зміну термператури судили за кількістю ртуті, що випливала з отвору.

Виявляється, існує плоский термометр. Це "папірець", який накладають на лоб хворого. За високої температури "папірець" стає червоного кольору.

Наші відчуття, зазвичай надійні, можуть підвести при визначенні температури Наприклад, відомий досвід, коли одну руку опускають у гарячу, а іншу – у холодну воду. Якщо через деякий час опустити обидві руки в теплу воду, то рука, яка раніше була в гарячій воді, відчує холод, а рука, що була в холодній воді - жар!

Поняття температури не застосовується до окремої молекули. Про температурі можна говорити лише в тому випадку, якщо є досить велика сукупність частинок.

Найчастіше фізики вимірюють температуру за шкалою Кельвіна: 0 градусів за шкалою Цельсія = 273 градусів за шкалою Кельвіна!

Найвища температура.

Вона отримана у центрі вибуху термоядерної бомби – близько 300...400 млн. °C. Максимальна температура, досягнута в ході керованої термоядерної реакції на випробувальній термоядерній установці ТОКАМАК у Прінстонській лабораторії фізики плазми, США, у червні 1986 р., становить 200 млн°C.

Найнижча температура.

Абсолютний нуль за шкалою Кельвіна (0 K) відповідає -273,15 ° за шкалою Цельсія або -459,67 ° за шкалою Фаренгейта. Найнижча температура, 2·10–9 K (двобільйонна частина градуса) вище абсолютного нуля, була досягнута у двоступінчастому кріостаті ядерного розмагнічування в Лабораторії низьких температур Гельсінського технологічного університету, Фінляндія, групою вчених під керівництвом професора Оллі Лоуна. ), про що було оголошено у жовтні 1989 р.

Найменший термометр.

Д-р Фредерік Сакс, біофізик із Державного університету штату Нью-Йорк, Буффало, США, сконструював мікротермометр для вимірювання температури окремих живих клітин. Діаметр наконечника термометра – 1 мікрон, тобто. 1/50 частина діаметра людського волосся.

Термін «температура» з'явився за часів, коли вчені-фізики думали, що теплі тіла складаються з більшої кількості специфічної субстанції – теплороду, ніж ті самі тіла, але холодні. А температура трактувалася як величина, що відповідає кількості теплороду у тілі. З того часу температуру будь-яких тіл вимірюють у градусах. Але насправді це міра кінетичної енергії рухомих молекул, і, виходячи з цього, її слід вимірювати в Джоулях, відповідно до Системи одиниць Сі.

Поняття «абсолютний нуль температури» виходить із другого початку термодинаміки. По ньому процес переходу тепла від холодного тіла до гарячого неможливий. Це поняття запроваджено англійським фізиком У. Томсоном. Йому за досягнення у фізиці було даровано дворянське звання «лорд» та титул «барон Кельвін». У 1848 р. У. Томсон (Кельвін) запропонував використовувати температурну шкалу, у якій за початкову точку прийняв абсолютний нуль температури, що відповідає граничному холоду, а ціною розподілу взяв градус Цельсія. Одиницею Кельвіна є 1/27316 частка температури потрійної точки води (близько 0 град. З), тобто. температури, за якої чиста вода відразу знаходиться у трьох видах: лід, рідка вода та пара. температури - це мінімально можлива низька температура, коли він рух молекул зупиняється, і з речовини вже неможливо витягти теплову енергію. З того часу шкала абсолютних температур стала називатися його ім'ям.

Температура вимірюється за різними шкалами

Найбільш уживана шкала температури зветься «шкала Цельсія». Вона побудована на двох точках: на температурі фазового переходу води з рідини в пару та води у лід. А. Цельсій в 1742 р. запропонував відстань між опорними точками розділити на 100 проміжків, а води прийняти за нуль, у своїй точку замерзання за 100 градусів. Але швед К. Лінней запропонував зробити навпаки. З того часу вода замерзає при нулі градусів А. Цельсія. Хоча точно за Цельсієм вона має кипіти. Абсолютний нуль за Цельсієм відповідає мінус 273,16 градусів Цельсія.

Є ще кілька температурних шкал: Фаренгейта, Реомюра, Ранкіна, Ньютона, Ромера. Вони мають різні та ціну поділу. Наприклад шкала Реомюра теж побудована на реперах кипіння та замерзання води, але вона має 80 поділів. Шкала Фаренгейта, що з'явилася 1724 р., використовується у побуті лише деяких країнах світу, зокрема США; одна – температура суміші водяний лід – нашатир та інша – людського тіла. Шкала ділиться на сто поділів. Нуль Цельсія відповідає 32 Переведення градусів у фаренгейти можна зробити за формулою: F = 1,8 C + 32. Зворотний переклад: С = (F - 32)/1,8, де: F - градуси Фаренгейта, С - градуси Цельсія. Якщо вам ліньки рахувати, сходіть в онлайн-сервіс з перекладу Цельсія в Фаренгейти. У рамочці наберіть число градусів Цельсія, натисніть «Розрахувати», виберіть «Фаренгейт» та натисніть «Пуск». Результат з'явиться одразу.

Названа на честь англійської (точніше шотландської) фізика Вільяма Дж. Ранкіна, колишнього сучасником Кельвіна та одним із творців технічної термодинаміки. У його шкалі важливих точок три: початок – абсолютний нуль, точки замерзання води 491,67 градуса Ранкіна та закипання води 671,67 град. Число поділів між замерзанням води та її закипанням і у Ранкіна, і у Фаренгейта дорівнює 180.

Більшістю цих шкал користуються виключно фізики. А 40% опитаних у наші дні американських школярів випускних класів сказали, що вони не знають, що таке абсолютний нуль температури.

1. У 1827 р. англійський ботанік Р. Броун, вивчаючи з допомогою мікроскопа частинки квіткового пилку, зважені у питній воді, зауважив, що це частинки роблять безладне рух; вони ніби тремтять у воді.

Причину руху частинок пилку довго не могли пояснити. Сам Броун спочатку припустив, що вони рухаються, тому що вони живі. Рух частинок намагалися пояснити неоднаковим нагріванням різних частин судини, хімічними реакціями, що відбуваються, і т.д. Лише значно пізніше зрозуміли справжню причину руху частинок, завислих у воді. Ця причина – рух молекул.

Молекули води, в якій знаходиться частка пилку, рухаються і ударяються об неї. При цьому з різних сторін частинку вдаряється неоднакове число молекул, що і призводить до її переміщення.

Нехай в момент часу під дією ударів молекул води частка перемістилася з т. А в т. В. В наступний момент часу більша кількість молекул ударяється про частинку з іншого боку, і напрям її руху змінюється, вона переміщається з т. С. Таким чином, рух частинки пилку є наслідком руху і ударів про неї молекул води, в якій пилок знаходиться (рис. 65). Подібне явище можна спостерігати, якщо помістити у воду частинки фарби чи сажі.

На малюнку 65 показано траєкторію руху частинки пилку. Видно, що не можна говорити про якийсь певний напрямок її руху; воно постійно змінюється.

Оскільки рух частинки - наслідок руху молекул, можна зробити висновок, що молекули рухаються безладно (хаотично). Іншими словами, не можна виділити якийсь певний напрямок, у якому рухаються всі молекули.

Рух молекул ніколи не припиняється. Можна сказати, що воно безперервно. Безперервний хаотичний рух атомів та молекул називають тепловим рухом. Така назва визначається тим, що швидкість руху молекул залежить від температури тіла.

Оскільки тіла складаються з великої кількості молекул і рух молекул безладно, то не можна точно сказати, скільки ударів зазнаватиме та чи інша молекула з боку інших. Тому кажуть, що положення молекули, її швидкість у кожний момент часу випадкові. Однак це не означає, що рух молекул не підпорядковується певним законам. Зокрема, хоча швидкості молекул у певний час різні, у більшості їх значення швидкості близькі до деякому певному значенню. Зазвичай, говорячи про швидкість руху молекул, мають на увазі середню швидкість'\((v_(ср)) \) .

2. З погляду руху молекул можна пояснити таке явище, як дифузія.

Дифузією називається явище проникнення молекул однієї речовини у проміжки між молекулами іншої речовини.

Ми відчуваємо запах парфумів на деякій відстані від флакона. Це тим, що молекули духів, як і і молекули повітря, рухаються. Між молекулами є проміжки. Молекули парфумів проникають у проміжки між молекулами повітря, а молекули повітря - у проміжки між молекулами духів.

Дифузію рідин можна спостерігати, якщо в мензурку налити розчин мідного купоросу, а зверху воду так, щоб між цими рідинами була різка межа. Через два-три дні можна помітити, що межа вже не буде такою різкою; через тиждень вона зовсім розмиється. Через місяць рідина стане однорідною і у всій посудині буде пофарбована однаково (рис. 66).

У цьому досвіді молекули мідного купоросу проникають у проміжки між молекулами води, а молекули води – у проміжки між молекулами мідного купоросу. При цьому слід мати на увазі, що густина мідного купоросу більша, ніж густина води.

Досліди показують, що дифузія у газах відбувається швидше, ніж у рідинах. Це тим, що мають меншу щільність, ніж рідини, тобто. молекули газів розташовані великих відстанях друг від друга. Ще повільніше відбувається дифузія в твердих тілах, оскільки молекули твердих тіл ще ближче один до одного, ніж молекули рідин.

У природі, техніці, побуті можна знайти безліч явищ, у яких проявляється дифузія: фарбування, склеювання та інших. Дифузія має значення життя людини. Зокрема, завдяки дифузії кисень в організм людини надходить не лише через легені, а й через шкіру. З цієї причини поживні речовини проникають з кишечника в кров.

Швидкість дифузії залежить тільки від агрегатного стану речовини, а й від температури.

Якщо приготувати дві посудини з водою та мідним купоросом для проведення досвіду з дифузії і одну з них поставити в холодильник, а іншу залишити в кімнаті, то можна виявити, що при вищій температурі дифузія відбуватиметься швидше. Це тому, що з підвищенні температури швидше рухаються молекули. Таким чином, швидкість руху молекул
і температура тіла пов'язані між собою.

Чим більша середня швидкість руху молекул тіла, тим вища його температура.

3. Молекулярна фізика на відміну механіки вивчає системи (тіла), які з великої кількості часток. Ці тіла можуть бути в різних станах.

Величини, що характеризують стан системи (тіла), називаються параметрами стану. До параметрів стану відносять тиск, об'єм, температуру.

Можливо такий стан системи, у якому параметри, що характеризують його, залишаються незмінними як завгодно довго за відсутності зовнішніх впливів. Цей стан називається тепловою рівновагою.

Так, об'єм, температура, тиск рідини в посудині, що знаходиться в тепловій рівновазі з повітрям у кімнаті, не змінюються, якщо для цього не буде якихось зовнішніх причин.

4. Стан теплової рівноваги системи характеризує такий параметр, як температура. Особливістю його і те, що значення температури переважають у всіх частинах системи, що у стані теплового рівноваги, однаково. Якщо опустити в склянку з гарячою водою срібну ложку (або ложку з іншого металу), то ложка буде нагріватися, а вода - остигати. Це відбуватиметься доти, доки не настане теплова рівновага, при якій ложка та вода матимуть однакову температуру. У будь-якому випадку, якщо взяти два по-різному нагріті тіла і привести їх у дотик, то більш нагріте тіло буде остигати, а холодніше - нагріватися. Через деякий час система, що складається з цих двох тіл, прийде до теплової рівноваги, і температура цих тіл стане однаковою.

Так, однаковою стане температура ложки та води, коли вони прийдуть у теплову рівновагу.

Температура – ​​це фізична величина, яка характеризує тепловий стан тіла.

Так, температура гарячої води вища, ніж холодної; взимку температура повітря на вулиці нижча, ніж влітку.

Одиницею температури є градус Цельсія (°С). Температуру вимірюють термометром.

В основі пристрою термометра і способу вимірювання температури лежить залежність властивостей тіл від температури, зокрема властивість тіла розширюватися при нагріванні. У термометрах можна використовувати різні тіла: і рідкі (спирт, ртуть), і тверді (метали) і газоподібні. Їх називають термометричними тілами. Термометричне тіло (рідина або газ) поміщають у трубку, забезпечену шкалою, її приводять у зіткнення з тілом, температуру якого хочуть виміряти.

При побудові шкали вибирають дві основні (реперні, опорні) точки, яким приписують певні значення температури, інтервал між ними ділять на кілька частин. Значення кожної частини відповідає одиниці температури за цією шкалою.

5. Існують різні температурні шкали. Однією з найпоширеніших у практиці шкал є шкала Цельсія. Основними точками цієї шкали є температура танення льоду і температура кипіння води при нормальному атмосферному тиску (760 мм рт. ст.). Першої точки приписали значення 0 °С, а другий - 100 °С. Відстань між цими точками розділили на 100 рівних частин та отримали шкалу Цельсія. За одиницю температури за цією шкалою прийнято 1 °С. Крім шкали Цельсія, широко використовується температурна шкала, названа абсолютної(Термодинамічної) шкалою температур, або шкалою Кельвіна. За нуль за цією шкалою прийнято температуру -273 °С (точніше -273,15 °С). Ця температура названа абсолютним нулемтемператур та позначається 0 К. Одиницею температури є один кельвін (1 К); він дорівнює 1 градусу Цельсія. Відповідно температура танення льоду за абсолютною шкалою температур - 273 К (273,15 К), а температура кипіння води - 373 К (373,15 К).

Температуру за абсолютною шкалою позначають буквою (T). Зв'язок між температурою за абсолютною шкалою \((T) \) і температурою за шкалою Цельсія \(((t)^\circ) \) виражається формулою:

\[ T=t^\circ+273 \]

Частина 1

1. Броунівський рух частинок фарби у воді є наслідком

1) тяжіння між атомами та молекулами
2) відштовхування між атомами та молекулами
3) хаотичного та безперервного руху молекул
4) переміщення шарів води через різницю температури нижніх і верхніх шарів

2. У якій із наведених нижче ситуацій йдеться про броунівський рух?

1) безладний рух порошин у повітрі
2) поширення запахів
3) коливальний рух частинок у вузлах кристалічної решітки
4) поступальний рух молекул газу

3. Що означає слова: «Молекули рухаються хаотично»?

А. Відсутній виділений напрямок руху молекул.
Б. Рух молекул не підпорядковується жодним законам.

Правильну відповідь

1) тільки А
2) тільки Б
3) і А, і Б
4) ні А, ні Б

4. Положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини про те, що частинки речовини беруть участь у безперервному хаотичному русі, відноситься

1) тільки до газів
2) тільки рідинам
3) тільки до газів та рідин
4) до газів, рідин та твердих тіл

5. Яке становище молекулярно-кінетичної теорії будови речовини підтверджує явище дифузії?

А. Молекули перебувають у безперервному хаотичному русі
Б. Між молекулами існують проміжки

Правильну відповідь

1) тільки А
2) тільки Б
3) і А, і Б
4) ні А, ні Б

6. При однаковій температурі дифузія у рідинах відбувається

1) швидше, ніж у твердих тілах
2) швидше, ніж у газах
3) повільніше, ніж у твердих тілах
4) з тією ж швидкістю, що й у газах

7. Вкажіть пару речовин, швидкість дифузії яких найменша за інших рівних умов

1) розчин мідного купоросу та вода
2) пари ефіру та повітря
3) залізна та алюмінієва пластини
4) вода та спирт

8. Вода кипить і перетворюється на пару за нормальної температури 100 °З. Середня швидкість руху молекул пари

1) дорівнює середній швидкості руху молекул води
2) більше середньої швидкості руху молекул води
3) менше середньої швидкості руху молекул води
4) залежить від атмосферного тиску

9. Тепловий рух молекул

1) припиняється за 0 °С
2) припиняється за 100 °С
3) безперервно
4) має певний напрямок

10. Воду нагрівають від кімнатної температури до 80 °С. Що відбувається із середньою швидкістю руху молекул води?

1) зменшується
2) збільшується
3) не змінюється
4) спочатку збільшується, а починаючи з деякого значення температури, залишається незмінною

11. Одна склянка з водою стоїть на столі в теплому приміщенні, інша - у холодильнику. Середня швидкість руху молекул води у склянці, що стоїть у холодильнику

1) дорівнює середній швидкості руху молекул води в склянці, що стоїть на столі
2) більше середньої швидкості руху молекул води в склянці, що стоїть на столі
3) менше середньої швидкості руху молекул води у склянці, що стоїть на столі
4) дорівнює нулю

12. З переліку наведених нижче висловлювань виберіть два правильні та запишіть їх номери в таблицю

1) тепловий рух молекул відбувається тільки при температурі більшій за 0 °С
2) дифузія у твердих тілах неможлива
3) між молекулами одночасно діють сили тяжіння та сили відштовхування
4) молекула – це найменша частка речовини
5) швидкість дифузії збільшується з підвищенням температури

13. У кабінет фізики принесли ватку, змочену духами, і посудину, в яку налили розчин мідного купоросу (розчин блакитного кольору), а поверх обережно налили воду (рис. 1). Було помічено, що запах парфумів поширився за обсягом всього кабінету за кілька хвилин, тоді як межа між двома рідинами в посудині зникла лише за два тижні (рис. 2).

Виберіть із запропонованого переліку два твердження, які відповідають результатам проведених експериментальних спостережень. Вкажіть їхні номери.

1) Процес дифузії можна спостерігати в газах та рідинах.
2) Швидкість дифузії залежить від температури речовини.
3) Швидкість дифузії залежить від агрегатного стану речовини.
4) Швидкість дифузії залежить від роду рідин.
5) У твердих тілах швидкість дифузії найменша.

Відповіді

У навколишньому світі відбуваються різного роду фізичні явища, які безпосередньо пов'язані з зміною температури тіл. Ще з дитинства ми знаємо, що холодна вода при нагріванні спочатку стає ледь теплою і лише через певний час гарячою.

Такими словами як "холодний", "гарячий", "теплий", ми визначаємо різний ступінь "нагрітості" тіл, або, якщо говорити мовою фізики на різну температуру тіл. Температура теплої води трохи вища за температуру прохолодної води. Якщо порівнювати температуру літнього та зимового повітря, то різниця у температурі очевидна.

Температура тіл вимірюється термометром і виражається в градусах Цельсія (°C).

Як відомо, дифузія при вищій температурі відбувається швидше. З цього випливає, що швидкість переміщення молекул і температура взаємопов'язані між собою. Якщо збільшити температуру, швидкість руху молекул збільшиться, якщо зменшити – знизиться.

Таким чином, робимо висновок: температура тіла залежить від швидкості переміщення молекул.

Гаряча вода складається з абсолютно таких молекул, як і холодна. Різниця між ними полягає лише у швидкості пересування молекул.

Явлення, які мають відношення до нагрівання або охолодження тіл, зміни температури, отримали назву теплові. До них можна віднести нагрівання або охолодження повітря, плавлення металу, танення снігу.

Молекули, або атоми, що є основою всіх тіл, перебувають у нескінченному хаотичному русі. Кількість подібних молекул і атомів в навколишніх тілах величезна. В об'ємі рівному 1 см³ води міститься приблизно 3,34 · 10² молекул. Будь-яка молекула має дуже складну траєкторію руху. Наприклад, частки газу, що пересуваються з великими швидкостями в різних напрямках, можуть стикатися як один з одним, і зі стінками судини. Таким чином вони змінюють свою швидкість і знову продовжують рух.

Малюнок №1 демонструє безладне рух частинок фарби, розчинених у питній воді.

Таким чином, робимо ще один висновок: хаотичний рух частинок, що становлять тіла, називають тепловим рухом.

Хаотичність є найважливішою рисою теплового руху. Одним із найголовніших доказів руху молекул є дифузія та Броунівський рух.(Броунівський рух - рух найдрібніших твердих частинок у рідині під впливом ударів молекул. Як показує спостереження, Броунівський рух не може припинитися).

У рідинах молекули можуть коливатися, обертатися та рухатися щодо інших молекул. Якщо брати тверді тіла, то в них молекули та атоми коливаються при деяких середніх положеннях.

У тепловому русі молекул та атомів беруть участь абсолютно всі молекули тіла, саме тому із зміною теплового руху змінюється і стан самого тіла, його різні властивості. Таким чином, якщо підвищити температуру льоду він починає танути, приймаючи при цьому вже абсолютно іншу форму - лід стає рідиною. Якщо ж навпаки, знижувати температуру, наприклад, ртуті, вона змінить свої властивості і з рідини, перетвориться на тверде тіло.

Т емпература тіла безпосередньо залежить від середньої кінетичної енергії молекул. Робимо очевидний висновок: що стоїть температура тіла, то більше вписувалося середня кінетична енергія його молекул. І, навпаки, при зниженні температури тіла середня кінетична енергія його молекул зменшується.

Якщо у вас залишилися питання, або ви хочете дізнатися більше про тепловий рух та температуру, зареєструйтесь на нашому сайті та отримайте допомогу репетитора.

Залишились питання? Чи не знаєте, як зробити домашнє завдання?
Щоб отримати допомогу репетитора – .
Перший урок – безкоштовно!

blog.сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.