Co to jest ruch termiczny. Podstawowe założenia ICT - materiały przygotowujące do Jednolitego Egzaminu Państwowego z Fizyki

W otaczającym nas świecie zachodzą różnego rodzaju zjawiska fizyczne, z którymi są bezpośrednio powiązane zmiana temperatury ciała. Od dzieciństwa to wiemy zimna woda Po podgrzaniu początkowo staje się ledwo ciepły, a dopiero po pewnym czasie staje się gorący.

Takimi słowami jak „zimno”, „gorąco”, „ciepło” definiujemy różne stopnie „nagrzania” ciał, czyli w języku fizyki: różne temperatury tel. Temperatura ciepła woda nieco wyższa niż temperatura zimnej wody. Jeśli porównać temperaturę powietrza letniego i zimowego, różnica temperatur jest oczywista.

Temperaturę ciała mierzy się za pomocą termometru i wyraża w stopniach Celsjusza (°C).

Jak wiadomo, dyfuzja na więcej wysoka temperatura dzieje się szybciej. Wynika z tego, że prędkość ruchu cząsteczek i temperatura są ze sobą ściśle powiązane. Jeśli zwiększysz temperaturę, prędkość ruchu cząsteczek wzrośnie, jeśli ją zmniejszysz, zmniejszy się.

Zatem stwierdzamy: temperatura ciała zależy bezpośrednio od prędkości ruchu cząsteczek.

Gorąca woda składa się z dokładnie tych samych cząsteczek, co zimna woda. Różnica między nimi polega jedynie na szybkości ruchu cząsteczek.

Zjawiska związane z nagrzewaniem lub chłodzeniem ciał oraz zmianami temperatury nazywane są termicznymi. Należą do nich ogrzewanie lub chłodzenie powietrza, topienie metalu i topnienie śniegu.

Cząsteczki, czyli atomy, będące podstawą wszystkich ciał, znajdują się w nieskończonym, chaotycznym ruchu. Liczba takich cząsteczek i atomów w otaczających nas ciałach jest ogromna. Objętość równa 1 cm3 wody zawiera około 3,34 · 10²² cząsteczek. Każda cząsteczka ma bardzo złożoną trajektorię ruchu. Przykładowo cząstki gazu poruszające się z dużą prędkością w różnych kierunkach mogą zderzać się ze sobą oraz ze ściankami pojemnika. W ten sposób zmieniają prędkość i kontynuują ruch.

Rysunek 1 przedstawia losowy ruch cząstek farby rozpuszczonych w wodzie.

Wyciągamy zatem kolejny wniosek: Chaotyczny ruch cząstek tworzących ciała nazywany jest ruchem termicznym.

Chaotyczność jest najważniejszą cechą ruchu termicznego. Jednym z najważniejszych dowodów ruchu molekularnego jest dyfuzja i Ruch Browna. (Ruch Browna to ruch drobnych cząstek stałych w cieczy pod wpływem oddziaływań molekularnych. Jak pokazują obserwacje, ruchu Browna nie można zatrzymać).

W cieczach cząsteczki mogą wibrować, obracać się i poruszać względem innych cząsteczek. Jeśli weźmiemy ciała stałe, ich cząsteczki i atomy wibrują wokół pewnych średnich pozycji.

Absolutnie wszystkie cząsteczki ciała uczestniczą w ruchu termicznym cząsteczek i atomów, dlatego wraz ze zmianą ruchu termicznego stan samego ciała, jego różne właściwości. Tak więc, jeśli podniesiesz temperaturę lodu, zacznie on się topić, przybierając zupełnie inną postać - lód staje się płynny. Jeśli natomiast obniżymy temperaturę np. rtęci, wówczas zmieni ona swoje właściwości i zamieni się z cieczy w ciało stałe.

T Temperatura ciała zależy bezpośrednio od średniej energii kinetycznej cząsteczek. Wyciągamy oczywisty wniosek: im wyższa temperatura ciała, tym wyższa średnia energia kinetyczna jego cząsteczki. I odwrotnie, wraz ze spadkiem temperatury ciała zmniejsza się średnia energia kinetyczna jego cząsteczek.

Jeśli nadal masz pytania lub chcesz dowiedzieć się więcej na temat ruchu termicznego i temperatury, zarejestruj się na naszej stronie internetowej i uzyskaj pomoc nauczyciela.

Nadal masz pytania? Nie wiesz jak odrobić pracę domową?
Aby uzyskać pomoc korepetytora zarejestruj się.
Pierwsza lekcja jest darmowa!

stronie internetowej, przy kopiowaniu materiału w całości lub w części wymagany jest link do źródła.

 Teoria: Atomy i cząsteczki znajdują się w ciągłym ruchu termicznym, poruszają się chaotycznie i stale zmieniają kierunek i prędkość w wyniku zderzeń.

Im wyższa temperatura, tym większa prędkość ruchu cząsteczek. Wraz ze spadkiem temperatury prędkość ruchu cząsteczek maleje. Istnieje temperatura zwana „ zero absolutne” - temperatura (-273 ° C), w której zatrzymuje się ruch termiczny cząsteczek. Ale „zero absolutne” jest nieosiągalne.
Ruchy Browna to losowy ruch mikroskopijnych, widocznych cząstek ciała stałego zawieszonych w cieczy lub gazie, spowodowany termicznym ruchem cząstek cieczy lub gazu. Zjawisko to po raz pierwszy zaobserwował w 1827 roku Robert Brown. Zbadał pyłki roślin znajdujące się w środku środowisko wodne. Brown zauważył, że pyłek stale zmienia się w czasie, a im wyższa temperatura, tym większa prędkość przemieszczenie pyłku. Wysunął teorię, że ruch pyłku wynika z uderzenia cząsteczek wody w pyłek i spowodowania jego ruchu.

Dyfuzja to proces wzajemnego przenikania cząsteczek jednej substancji do przestrzeni pomiędzy cząsteczkami innej substancji.

Przykładem ruchu Browna jest
1) przypadkowy ruch pyłku w kropli wody
2) przypadkowy ruch muszek pod lampą
3) rozpuszczanie ciał stałych w cieczach
4) penetracja składniki odżywcze z gleby do korzeni roślin
Rozwiązanie: Z definicji ruchów Browna jasno wynika, że ​​prawidłowa odpowiedź to 1. Pyłek przemieszcza się losowo na skutek uderzenia w niego cząsteczek wody. Przypadkowy ruch muszek pod lampą nie jest odpowiedni, ponieważ muszki same wybierają kierunek ruchu; dwie ostatnie odpowiedzi są przykładami rozprzestrzeniania się.
Odpowiedź: 1.

Zadanie OGE z fizyki (rozwiążę egzamin): Które z poniższych stwierdzeń jest (są) poprawne?
A. Cząsteczki lub atomy substancji znajdują się w ciągłym ruchu termicznym, a jednym z argumentów przemawiających za tym jest zjawisko dyfuzji.
B. Cząsteczki lub atomy substancji znajdują się w ciągłym ruchu termicznym, czego dowodem jest zjawisko konwekcji.
1) tylko A
2) tylko B
3) zarówno A, jak i B
4) ani A, ani B
Rozwiązanie: Dyfuzja to proces wzajemnego przenikania cząsteczek jednej substancji do przestrzeni pomiędzy cząsteczkami innej substancji. Pierwsze stwierdzenie jest prawdziwe, Konwencja jest transferem energia wewnętrzna z warstwami cieczy lub gazu okazuje się, że drugie stwierdzenie nie jest prawdziwe.
Odpowiedź: 1.

Zadanie OGE z fizyki (fipi): 2) Ołowianą kulkę podgrzewa się w płomieniu świecy. Jak zmienia się objętość kuli podczas ogrzewania? Średnia prędkość ruchy jego cząsteczek?
Ustal zgodność między wielkościami fizycznymi a ich możliwymi zmianami.
Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:
1) wzrasta
2) maleje
3) nie ulega zmianie
Zapisz wybrane liczby dla każdej wielkości fizycznej w tabeli. Liczby w odpowiedzi mogą się powtarzać.
Rozwiązanie (dzięki Milena): 2) 1. Objętość kuli wzrośnie, ponieważ cząsteczki zaczną poruszać się szybciej.
2. Prędkość cząsteczek wzrośnie po podgrzaniu.
Odpowiedź: 11.

Zadanie demonstracyjne wersja OG 2019: Jednym z założeń molekularnej teorii kinetyki budowy materii jest to, że „cząsteczki materii (cząsteczki, atomy, jony) znajdują się w ciągłym, chaotycznym ruchu”. Co oznaczają słowa „ruch ciągły”?
1) Cząsteczki poruszają się cały czas w określonym kierunku.
2) Ruch cząstek materii nie podlega żadnym prawom.
3) Wszystkie cząstki poruszają się razem w tym czy innym kierunku.
4) Ruch cząsteczek nigdy się nie kończy.
Rozwiązanie: Cząsteczki poruszają się, w wyniku zderzeń prędkość cząsteczek stale się zmienia, więc nie możemy obliczyć prędkości i kierunku każdej cząsteczki, ale możemy obliczyć średnią kwadratową prędkości cząsteczek i jest ona powiązana z temperaturą; maleje, prędkość cząsteczek maleje. Oblicza się, że temperatura, w której zatrzyma się ruch cząsteczek, wynosi -273°C (minimum możliwa temperatura w naturze). Ale to nie jest osiągalne. dlatego cząsteczki nigdy nie przestają się poruszać.

§ 1. Ruch termiczny. temperaturaW otaczającym nas świecie zachodzą rozmaite zjawiska fizyczne związane z nagrzewaniem i ochładzaniem ciał. Wiemy, że podgrzana zimna woda najpierw staje się ciepła, a potem gorąca. Za pomocą słów takich jak „zimno”, „ciepło” i „gorąco” wskazujemy na różne stopnie nagrzania ciał lub, jak to się mówi w fizyce, na różne temperatury ciał. Temperatura gorąca woda wyższa niż temperatura zimna. Temperatura powietrza latem jest wyższa niż zimą. Przykłady zjawisk termicznych:
a - topnienie lodu; b - zamarzanie wody Temperaturę ciała mierzy się za pomocą termometru i wyraża w stopniach Celsjusza (°C). Wiesz już, że dyfuzja zachodzi szybciej w wyższych temperaturach. Oznacza to, że prędkość ruchu cząsteczek i temperatura są ze sobą powiązane. Wraz ze wzrostem temperatury prędkość ruchu cząsteczek wzrasta, a wraz ze spadkiem temperatury maleje. W związku z tym temperatura ciała zależy od prędkości ruchu cząsteczek. Ciepła woda składa się z tych samych cząsteczek, co zimna woda. Różnica między nimi polega jedynie na prędkości ruchu cząsteczek. Zjawiska związane z nagrzewaniem lub chłodzeniem ciał wraz ze zmianami temperatury nazywane są termicznymi. Do takich zjawisk zalicza się np. nagrzewanie i schładzanie powietrza, topienie lodu, topienie metali itp. Topienie metalu Cząsteczki lub atomy tworzące ciała znajdują się w ciągłym, losowym ruchu. Ich liczba w otaczających nas ciałach jest bardzo duża. Zatem objętość równa 1 cm3 wody zawiera około 3,34 · 1022 cząsteczek. Każda cząsteczka porusza się po bardzo złożonej trajektorii. Dzieje się tak dlatego, że na przykład cząstki gazu poruszające się z dużą prędkością w różne kierunki, zderzają się ze sobą oraz ze ścianami naczynia. W rezultacie zmieniają prędkość i ponownie poruszają się. Na rycinie 1 przedstawiono trajektorie ruchu mikroskopijnych cząstek farby rozpuszczonej w wodzie. Ryż. 1. Trajektoria ruchu mikrocząstek farby rozpuszczonych w wodzie Ponieważ prędkość ruchu cząsteczek ciała jest powiązana z jego temperaturą, nazywa się to przypadkowym ruchem cząstek ruch termiczny. W cieczach cząsteczki mogą wibrować, obracać się i poruszać względem siebie. W ciałach stałych cząsteczki i atomy wibrują wokół pewnych średnich pozycji. Wszystkie cząsteczki ciała uczestniczą w ruchu termicznym, dlatego wraz ze zmianą charakteru ruchu termicznego zmienia się również stan ciała i jego właściwości. Zatem wraz ze wzrostem temperatury lód zaczyna się topić, zamieniając się w ciecz. Jeśli obniżysz temperaturę np. rtęci, zamieni się ona z cieczy w ciało stałe. Model sieci kryształków lodu Temperatura ciała jest ściśle powiązana ze średnią energią kinetyczną cząsteczek. Im wyższa temperatura ciała, tym większa jest średnia energia kinetyczna jego cząsteczek. Wraz ze spadkiem temperatury ciała maleje średnia energia kinetyczna jego cząsteczek.

Ruch termiczny

Każda substancja składa się z drobnych cząstek - cząsteczek. Cząsteczka- to najmniejsza cząsteczka danej substancji, która zatrzymuje ją w całości Właściwości chemiczne. Cząsteczki są rozmieszczone dyskretnie w przestrzeni, tj. w określonych odległościach od siebie i znajdują się w stanie ciągłego nieuporządkowany (chaotyczny) ruch .

Ponieważ ciała składają się z dużej liczby cząsteczek, a ruch cząsteczek jest przypadkowy, nie można dokładnie powiedzieć, ile uderzeń jedna lub druga cząsteczka odczuje od innych. Dlatego mówią, że położenie cząsteczki i jej prędkość w każdym momencie są losowe. Nie oznacza to jednak, że ruch cząsteczek nie podlega pewnym prawom. W szczególności, chociaż prędkości cząsteczek w pewnym momencie są różne, większość z nich ma wartości prędkości zbliżone do określonej wartości. Zwykle, mówiąc o prędkości ruchu cząsteczek, mają na myśli Średnia prędkość (v$cp).

Nie da się wyróżnić żadnego konkretnego kierunku, w którym poruszają się wszystkie cząsteczki. Ruch cząsteczek nigdy się nie kończy. Można powiedzieć, że jest ciągły. Taki ciągły chaotyczny ruch atomów i cząsteczek nazywa się -. Nazwa ta wynika z faktu, że prędkość ruchu cząsteczek zależy od temperatury ciała. Im większa jest średnia prędkość ruchu cząsteczek ciała, tym wyższa jest jego temperatura. I odwrotnie, im wyższa temperatura ciała, tym większa średnia prędkość ruchu molekularnego.

Ruch cząsteczek cieczy odkryto obserwując ruchy Browna – ruch zawieszonych w nim bardzo małych cząstek solidny. Każda cząstka w sposób ciągły wykonuje gwałtowne ruchy w dowolnych kierunkach, opisując trajektorie w postaci linii przerywanej. To zachowanie cząstek można wyjaśnić biorąc pod uwagę, że jednocześnie doświadczają one uderzeń cząsteczek cieczy różne strony. Różnica w liczbie tych uderzeń z przeciwnych kierunków prowadzi do ruchu cząstki, ponieważ jej masa jest proporcjonalna do mas samych cząsteczek. Ruch takich cząstek po raz pierwszy odkrył w 1827 roku angielski botanik Brown, obserwując pod mikroskopem cząsteczki pyłku w wodzie, dlatego nazwano go - Ruch Browna.

Aby przestudiować temat „Ruch termiczny”, musimy powtórzyć:

W otaczającym nas świecie zachodzą różnego rodzaju zjawiska fizyczne, które są bezpośrednio związane ze zmianami temperatury ciała.

Od dzieciństwa pamiętamy, że woda w jeziorze jest najpierw zimna, potem ledwo ciepła, a dopiero po chwili nadaje się do pływania

Takimi słowami jak „zimno”, „gorąco”, „lekko ciepło” definiujemy różne stopnie „nagrzania” ciał, czyli w języku fizyki różne temperatury ciał.

Jeśli porównamy temperaturę w jeziorze latem i późna jesień, wtedy różnica jest oczywista. Temperatura ciepłej wody jest nieco wyższa niż temperatura wody lodowej.

Jak wiadomo, dyfuzja zachodzi szybciej w wyższych temperaturach. Wynika z tego, że prędkość ruchu cząsteczek i temperatura są ze sobą ściśle powiązane.

Przeprowadź eksperyment: Weź trzy szklanki i napełnij je zimną, ciepłą i gorąca woda, teraz włóż torebkę z herbatą do każdej szklanki i obserwuj jak zmienia się kolor wody? Gdzie ta zmiana będzie zachodzić najintensywniej?

Jeśli zwiększysz temperaturę, prędkość ruchu cząsteczek wzrośnie, jeśli ją zmniejszysz, zmniejszy się. Zatem stwierdzamy: temperatura ciała zależy bezpośrednio od prędkości ruchu cząsteczek.

Gorąca woda składa się z dokładnie tych samych cząsteczek, co zimna woda. Różnica między nimi polega jedynie na szybkości ruchu cząsteczek.

Zjawiska związane z nagrzewaniem lub chłodzeniem ciał oraz zmianami temperatury nazywane są termicznymi. Należą do nich nie tylko ogrzewanie czy chłodzenie ciała płynne, ale także powietrze gazowe i stałe.

Więcej przykładów zjawisk termicznych: topnienie metali, topnienie śniegu.

Cząsteczki, czyli atomy, będące podstawą wszystkich ciał, znajdują się w nieskończonym, chaotycznym ruchu. Ruch cząsteczek w różne ciała dzieje się na różne sposoby. Cząsteczki gazu poruszają się losowo z dużymi prędkościami po bardzo złożonej trajektorii.Kiedy się zderzają, odbijają się od siebie, zmieniając wielkość i kierunek prędkości.

Cząsteczki cieczy oscylują wokół położeń równowagi (ponieważ są położone prawie blisko siebie) i stosunkowo rzadko przeskakują z jednego położenia równowagi do drugiego. Ruch cząsteczek w cieczach jest mniej swobodny niż w gazach, ale bardziej swobodny niż w ciała stałe.

W ciałach stałych cząsteczki i atomy wibrują wokół pewnych średnich pozycji.

Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta prędkość cząstek, Dlatego Chaotyczny ruch cząstek nazywa się zwykle termicznym.

Ciekawy:

Jaka jest dokładna wysokość Wieża Eiffla? A to zależy od temperatury otoczenia!

Faktem jest, że wysokość wieży różni się aż o 12 centymetrów.

a temperatura belek może sięgać nawet 40 stopni Celsjusza.

A jak wiadomo, substancje mogą rozszerzać się pod wpływem wysokiej temperatury.

Chaotyczność jest najważniejszą cechą ruchu termicznego. Jednym z najważniejszych dowodów na ruch cząsteczek jest dyfuzja i ruchy Browna. (Ruch Browna to ruch drobnych cząstek stałych w cieczy pod wpływem oddziaływań molekularnych. Jak pokazują obserwacje, ruchu Browna nie można zatrzymać). Ruch Browna odkrył angielski botanik Robert Brown (1773-1858).

Absolutnie wszystkie cząsteczki ciała uczestniczą w ruchu termicznym cząsteczek i atomów, dlatego wraz ze zmianą ruchu termicznego zmienia się również stan samego ciała i jego różne właściwości.

Pamiętajmy, jak zmieniają się właściwości wody wraz ze zmianami temperatury.

Temperatura ciała zależy bezpośrednio od średniej energii kinetycznej cząsteczek. Wyciągamy oczywisty wniosek: im wyższa temperatura ciała, tym większa jest średnia energia kinetyczna jego cząsteczek. I odwrotnie, wraz ze spadkiem temperatury ciała zmniejsza się średnia energia kinetyczna jego cząsteczek.

Temperatura - wielkość charakteryzująca stan cieplny ciała lub inaczej mówiąc miara „nagrzania” ciała.

Im wyższa temperatura ciała, tym większa jest średnia energia jego atomów i cząsteczek.

Mierzona jest temperatura termometry, tj. przyrządy do pomiaru temperatury

Temperatura nie jest mierzona bezpośrednio! Zmierzona wartość zależy od temperatury!

Obecnie istnieją termometry cieczowe i elektryczne.

W nowoczesnym termometry cieczowe to objętość alkoholu lub rtęci. Termometr mierzy Twoją własną temperaturę! A jeśli chcemy zmierzyć temperaturę innego ciała za pomocą termometru, musimy chwilę poczekać, aż temperatury ciała i termometru zrównają się, tj. między termometrem a ciałem wystąpi równowaga termiczna. Domowy termometr „termometr” potrzebuje czasu, aby dać dokładniej znaczenie temperatura pacjenta.

Oto prawo równowagi termicznej:

Dla dowolnej grupy izolowanych ciał po pewnym czasie temperatury stają się takie same,

te. zachodzi stan równowagi termicznej.

Temperaturę ciała mierzy się za pomocą termometru i najczęściej wyraża się ją w stopnie Celsjusza(°C). Istnieją również inne jednostki miary: Fahrenheit, Kelvin i Reaumur.

Najczęściej fizycy mierzą temperaturę w skali Kelvina. 0 stopni Celsjusza = 273 stopnie Kelvina