Następuje ruch termiczny. Ruch termiczny. Ruch Browna

Jak myślisz, co decyduje o szybkości rozpuszczania cukru w ​​wodzie? Możesz przeprowadzić prosty eksperyment. Weź dwie kostki cukru i wrzuć jedną do szklanki wrzącej wody, drugą do szklanki zimna woda.

Zobaczysz, jak cukier we wrzącej wodzie rozpuści się kilka razy szybciej niż w zimnej wodzie. Przyczyną rozpuszczania jest dyfuzja. Oznacza to, że dyfuzja zachodzi szybciej, gdy jest ich więcej wysoka temperatura. Powodem dyfuzji jest ruch cząsteczek. Dlatego dochodzimy do wniosku, że cząsteczki poruszają się szybciej w wyższych temperaturach. Oznacza to, że prędkość ich ruchu zależy od temperatury. Dlatego losowy, chaotyczny ruch cząsteczek tworzących ciała nazywa się ruchem termicznym.

Ruch termiczny cząsteczek

Nasila się wraz ze wzrostem temperatury ruch termiczny cząsteczek, zmieniają się właściwości substancji. Ciało stałe topi się w ciecz, ciecz odparowuje do stanu gazowego. Odpowiednio, jeśli temperatura zostanie obniżona, wówczas średnia energia ruchu termicznego cząsteczek zmniejszy się i odpowiednio procesy zmian stan skupienia ciała pojawią się w przeciwnym kierunku: woda skondensuje się w ciecz, ciecz zamarznie, przechodząc w stan stały. Jednocześnie zawsze mówimy o średnich wartościach temperatury i prędkości cząsteczek, ponieważ zawsze istnieją cząstki o wyższych i niższych wartościach tych wartości.

Cząsteczki w substancjach poruszają się, pokonując określoną odległość i w związku z tym wykonują pewną pracę. Oznacza to, że możemy mówić o energii kinetycznej cząstek. Ze względu na ich względne położenie istnieje również energia potencjalna cząsteczek. Gdy mówimy o o kinetyce i energia potencjalna ciał, wówczas mówimy o istnieniu całkowitej energii mechanicznej ciał. Jeżeli cząstki ciała mają energię kinetyczną i potencjalną, to możemy mówić o sumie tych energii jako o wielkości niezależnej.

Wewnętrzna energia ciała

Spójrzmy na przykład. Jeśli rzucimy elastyczną piłkę na podłogę, wówczas energia kinetyczna jej ruchu całkowicie zamieni się w energię potencjalną w momencie dotknięcia podłogi, a następnie ponownie zamieni się w energię kinetyczną w momencie odbicia. Jeśli rzucimy ciężką żelazną kulę na twardą, nieelastyczną powierzchnię, piłka wyląduje bez odbicia. Jego energia kinetyczna i potencjalna po wylądowaniu będzie wynosić zero. Gdzie poszła energia? Czy ona po prostu zniknęła? Jeśli zbadamy kulę i powierzchnię po zderzeniu, zobaczymy, że kula została lekko spłaszczona, na powierzchni pozostało wgniecenie i obie części lekko się nagrzały. Oznacza to, że nastąpiła zmiana w rozmieszczeniu cząsteczek ciał, a temperatura również wzrosła. Oznacza to, że zmieniła się energia kinetyczna i potencjalna cząstek ciała. Energia ciała nigdzie nie zniknęła zamienił się w energię wewnętrzną ciała. Energia wewnętrzna to energia kinetyczna i potencjalna wszystkich cząstek ciała. Zderzenie ciał spowodowało zmianę energia wewnętrzna, wzrosła, oraz energia mechaniczna zmniejszona. Co to jest

Wydarzenia w świecie fizycznym są nierozerwalnie powiązane ze zmianami temperatury. Każdy oswaja się z tym już we wczesnym dzieciństwie, kiedy zdaje sobie sprawę, że lód jest zimny, a wrząca woda pali. Jednocześnie staje się jasne, że procesy zmiany temperatury nie zachodzą natychmiast. Później w szkole uczeń dowiaduje się, że ma to związek z ruchem termicznym. A cała sekcja fizyki poświęcona jest procesom związanym z temperaturą.

Co to jest temperatura?

Ta koncepcja naukowa została wprowadzona w celu zastąpienia zwykłych terminów. W Życie codzienne Słowa takie jak gorąco, zimno lub ciepło pojawiają się stale. Wszyscy mówią o stopniu nagrzania ciała. Dokładnie tak to definiuje się w fizyce, z tą różnicą, że jest to wielkość skalarna. W końcu temperatura nie ma kierunku, a jedynie wartość liczbową.

W Międzynarodowym Układzie Jednostek (SI) temperaturę mierzy się w stopniach Celsjusza (°C). Ale w wielu formułach opisujących zjawiska termiczne, należy go przeliczyć na Kelvina (K). Do tego istnieje prosta formuła: T = t + 273. T jest temperaturą w Kelwinach, a t w stopniach Celsjusza. Ze skalą Kelvina powiązane jest pojęcie temperatury zera absolutnego.

Istnieje kilka innych skal temperatur. Na przykład w Europie i Ameryce używa się stopni Fahrenheita (F). Dlatego musi istnieć możliwość ich zapisania w stopniach Celsjusza. Aby to zrobić, odejmij 32 od odczytów w F, a następnie podziel przez 1,8.

Domowy eksperyment

Jego wyjaśnienie wymaga znajomości takich pojęć, jak temperatura i ruch cieplny. A ten eksperyment jest łatwy do przeprowadzenia.

Będzie to wymagało trzech pojemników. Powinny być na tyle duże, aby z łatwością mieściły się w dłoni. Napełnij je wodą różne temperatury. W pierwszym powinno być bardzo zimno. W drugim - podgrzewany. Wlać do trzeciego gorąca woda, taki, w którym będzie można trzymać rękę.

Teraz samo przeżycie. Niżej lewa ręka do pojemnika z zimną wodą, ten po prawej z najgorętszą. Poczekaj kilka minut. Wyjmij je i natychmiast zanurz w pojemniku z ciepłą wodą.

Wynik będzie nieoczekiwany. Lewa ręka będzie miała wrażenie, że woda jest ciepła, prawa ręka będzie to odczuwać zimna woda. Dzieje się tak dlatego, że równowaga termiczna ustalana jest najpierw z cieczami, w których początkowo zanurzone są ręce. A potem ta równowaga zostaje nagle zachwiana.

Podstawowe zasady teorii kinetyki molekularnej

Opisuje wszystkie zjawiska termiczne. A te stwierdzenia są dość proste. Dlatego też mówiąc o ruchu termicznym, konieczna jest znajomość tych przepisów.

Po pierwsze: substancje składają się z drobnych cząstek znajdujących się w pewnej odległości od siebie. Co więcej, cząstkami tymi mogą być zarówno cząsteczki, jak i atomy. A odległość między nimi jest wielokrotnie większa niż wielkość cząstek.

Po drugie: we wszystkich substancjach następuje termiczny ruch cząsteczek, który nigdy się nie kończy. Cząsteczki poruszają się losowo (chaotycznie).

Po trzecie: cząsteczki oddziałują ze sobą. Działanie to wynika z działania sił przyciągania i odpychania. Ich wielkość zależy od odległości pomiędzy cząstkami.

Potwierdzenie pierwszego przepisu IKT

Dowód na to, że ciała składają się z cząstek z odstępami między nimi, jest ich. Zatem gdy ciało jest podgrzewane, jego rozmiar wzrasta. Dzieje się tak na skutek oddalania się cząstek od siebie.

Kolejnym potwierdzeniem tego jest dyfuzja. Oznacza to przenikanie cząsteczek jednej substancji pomiędzy cząsteczkami drugiej. Co więcej, ruch ten okazuje się wzajemny. Dyfuzja postępuje tym szybciej, im dalej cząsteczki są od siebie oddalone. Dlatego wzajemne przenikanie będzie zachodzić znacznie szybciej w gazach niż w cieczach. I w ciała stałe Dyfuzja trwa latami.

Nawiasem mówiąc, ten ostatni proces wyjaśnia również ruch termiczny. Przecież wzajemne przenikanie się substancji następuje bez żadnej interwencji z zewnątrz. Można go jednak przyspieszyć, podgrzewając ciało.

Potwierdzenie drugiego przepisu ICT

Wyraźnym dowodem na istnienie ruchu termicznego są ruchy Browna cząstek. Rozważa się go w przypadku cząstek zawieszonych, to znaczy tych, które są znacznie większe niż cząsteczki substancji. Cząstkami tymi mogą być cząsteczki kurzu lub ziarna. I należy je umieścić w wodzie lub gazie.

Powodem losowego ruchu zawieszonej cząstki jest to, że cząsteczki działają na nią ze wszystkich stron. Ich działanie jest losowe. Skala skutków jest inna w każdym momencie. Dlatego wynikowa siła jest skierowana w jednym lub drugim kierunku.

Jeśli mówimy o prędkości ruchu termicznego cząsteczek, istnieje na to specjalna nazwa - średnia kwadratowa. Można to obliczyć korzystając ze wzoru:

v = √[(3kT)/m 0 ].

W nim T jest temperaturą w Kelwinach, m 0 jest masą jednej cząsteczki, k jest stałą Boltzmanna (k = 1,38*10 -23 J/K).

Potwierdzenie trzeciego przepisu ICT

Cząsteczki przyciągają się i odpychają. Przy wyjaśnianiu wielu procesów związanych z ruchem termicznym wiedza ta okazuje się istotna.

Przecież siły oddziaływania zależą od stanu skupienia substancji. Zatem gazy praktycznie ich nie mają, ponieważ cząstki są usuwane tak bardzo, że ich działanie nie objawia się. W cieczach i ciałach stałych są zauważalne i zapewniają zachowanie objętości substancji. W tym ostatnim gwarantują także utrzymanie kształtu.

Dowodem na istnienie sił przyciągających i odpychających jest pojawienie się sił sprężystych podczas odkształcania ciał. Zatem wraz z wydłużaniem zwiększają się siły przyciągania między cząsteczkami, a przy ściskaniu zwiększają się siły odpychania. Ale w obu przypadkach przywracają ciału pierwotny kształt.

Średnia energia ruchu termicznego

(pV)/N = (2E)/3.

W tym wzorze p to ciśnienie, V to objętość, N to liczba cząsteczek, E to średnia energia kinetyczna.

Z drugiej strony równanie to można zapisać w następujący sposób:

Jeśli je połączymy, otrzymamy następującą równość:

Z tego wynika następujący wzór na średnią energię kinetyczną cząsteczek:

To pokazuje, że energia jest proporcjonalna do temperatury substancji. Oznacza to, że wraz ze wzrostem tego ostatniego cząstki poruszają się szybciej. Na tym polega istota ruchu termicznego, który istnieje tak długo, jak długo występuje temperatura różna od zera absolutnego.

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. Więcej Średnia prędkość ruch 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 niej bardzo małych cząstek materii stałej. 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.

Atomy i cząsteczki tworzące różne substancje, znajdują się w stanie ciągłego ruchu termicznego.

Pierwszą cechą ruchu termicznego jest jego losowość; żaden kierunek ruchu molekularnego nie wyróżnia się spośród innych kierunków. Wyjaśnijmy to: jeśli śledzimy ruch jednej cząsteczki, to z biegiem czasu, w wyniku zderzeń z innymi cząsteczkami, prędkość i kierunek ruchu tej cząsteczki zmieniają się całkowicie losowo; ponadto, jeśli w pewnym momencie zarejestrujemy prędkości ruchu wszystkich cząsteczek, wówczas w kierunku prędkości te okażą się równomiernie rozproszone w przestrzeni, a pod względem wielkości mają bardzo różne wartości.

Drugą cechą ruchu termicznego jest istnienie wymiany energii pomiędzy cząsteczkami, a także pomiędzy nimi różne rodzaje ruchy; energia ruch do przodu cząsteczki można przekształcić w energię ich ruchu obrotowego lub wibracyjnego i odwrotnie.

Wymiana energii między cząsteczkami, a także między różnymi rodzajami ich ruchu termicznego następuje w wyniku interakcji cząsteczek (zderzeń między nimi). Przy dużych odległościach siły oddziaływania pomiędzy cząsteczkami są bardzo małe i można je pominąć; na małych dystansach siły te mają zauważalny wpływ. W gazach cząsteczki spędzają większość czasu w stosunkowo dużych odległościach od siebie; Tylko przez bardzo krótkie okresy czasu, kiedy są wystarczająco blisko siebie, wchodzą w interakcję ze sobą, zmieniając prędkość swoich ruchów i wymieniając energie. Takie krótkotrwałe interakcje cząsteczek nazywane są zderzeniami. Istnieją dwa rodzaje zderzeń pomiędzy cząsteczkami:

1) zderzenia, czyli uderzenia, pierwszego rodzaju, w wyniku których zmieniają się jedynie prędkości i energie kinetyczne zderzających się cząstek; skład lub struktura samych cząsteczek nie ulegają zmianom;

2) zderzenia lub uderzenia drugiego rodzaju, w wyniku których zachodzą zmiany wewnątrz cząsteczek, na przykład zmienia się ich skład lub względny układ atomów wewnątrz tych cząsteczek. Podczas tych zderzeń część energii kinetycznej cząsteczek jest zużywana na wykonanie pracy przeciwko siłom działającym wewnątrz cząsteczek. Przeciwnie, w niektórych przypadkach pewna ilość energii może zostać uwolniona w wyniku zmniejszenia wewnętrznej energii potencjalnej cząsteczek.

W dalszej części będziemy odnosić się jedynie do zderzeń pierwszego rodzaju, które zachodzą pomiędzy cząsteczkami gazu. Wymiana energii podczas ruchów termicznych w ciałach stałych i ciała płynne jest procesem bardziej złożonym i jest rozważany w specjalnych działach fizyki. Zderzenia drugiego rodzaju służą do wyjaśnienia przewodności elektrycznej gazów i cieczy, a także do wyjaśnienia promieniowanie cieplne tel.

Aby opisać każdy rodzaj ruchu termicznego cząsteczek (translacyjny, rotacyjny lub wibracyjny), konieczne jest określenie liczby wielkości. Na przykład w przypadku ruchu translacyjnego cząsteczki konieczna jest znajomość wielkości i kierunku jej prędkości. W tym celu wystarczy wskazać trzy wielkości: wartość prędkości i dwa kąty między kierunkiem prędkości a płaszczyznami współrzędnych lub trzy rzuty prędkości na osie współrzędnych: (ryc. 11.1, a). Należy pamiętać, że te trzy wielkości są niezależne: dla danego kąta i mogą mieć dowolne wartości i odwrotnie, dla danego kąta np. wartości i mogą być dowolne. Podobnie określenie określonej wartości nie nakłada żadnych ograniczeń na wartości przeciwne. Zatem, aby opisać ruch translacyjny cząsteczki w przestrzeni, konieczne jest określenie trzech niezależnych od siebie wielkości: i lub Energia ruchu translacyjnego cząsteczki będzie składać się z trzech niezależnych składników:

Do opisu ruch obrotowy cząsteczki wokół ich osi, konieczne jest wskazanie wielkości i kierunku prędkości kątowej obrotu, tj. ponownie trzy niezależne od siebie wielkości: i c lub (ryc. II. 1, b). Energia ruchu obrotowego cząsteczki będzie również składać się z trzech niezależnych składników:

gdzie momenty bezwładności cząsteczki względem trzech są wzajemnie prostopadłe osie współrzędnych. W przypadku cząsteczki jednoatomowej wszystkie te momenty bezwładności są bardzo małe, więc energia jej ruchu obrotowego jest pomijana. W cząsteczce dwuatomowej (ryc. II.1, c) zaniedbuje się energię ruchu obrotowego względem osi przechodzącej przez środki atomów, dlatego np.

Aby opisać ruch wibracyjny atomów w cząsteczce, należy najpierw podzielić ten ruch na proste drgania występujące w określonych kierunkach. Wygodnie jest rozłożyć złożone oscylacje na proste oscylacje liniowe występujące w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach. Drgania te są od siebie niezależne, tj. Częstotliwość i amplituda oscylacji w jednym z tych kierunków może odpowiadać dowolnej częstotliwości i amplitudzie oscylacji w innych kierunkach. Jeżeli każde z tych prostoliniowych oscylacji jest harmoniczne, to można to opisać za pomocą wzoru

Zatem do opisu poszczególnych prostoliniowych drgań atomów konieczne jest określenie dwóch wielkości: częstotliwości drgań co i amplitudy drgań. Te dwie wielkości są również od siebie niezależne: przy danej częstotliwości amplituda drgań nie jest ograniczona dowolnych warunkach i odwrotnie. W konsekwencji, aby opisać złożony ruch wibracyjny cząsteczki wokół punktu (czyli jej położenia równowagi), konieczne jest określenie sześciu niezależnych od siebie wielkości: trzech częstotliwości i amplitud drgań w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach.

Niezależne od siebie wielkości określające stan danego układu fizycznego nazywane są stopniami swobody tego układu. Badając ruch termiczny w ciałach (w celu obliczenia energii tego ruchu), określa się liczbę stopni swobody każdej cząsteczki tego ciała. W tym przypadku obliczane są tylko te stopnie swobody, pomiędzy którymi zachodzi wymiana energii. Jednoatomowa cząsteczka gazu ma trzy stopnie swobody ruchu translacyjnego; cząsteczka dwuatomowa ma trzy stopnie swobody ruchu translacyjnego i dwa stopnie swobody ruchu obrotowego (trzeci stopień swobody, odpowiadający obrotowi wokół osi przechodzącej przez środki atomów, nie jest brany pod uwagę). Cząsteczki zawierające trzy

atom lub więcej, mają trzy translacyjne i trzy rotacyjne stopnie swobody. Jeżeli w wymianie energii uczestniczy również ruch oscylacyjny, to dla każdego niezależnego drgania prostoliniowego dodawane są dwa stopnie swobody.

Rozważając oddzielnie ruchy translacyjne, obrotowe i wibracyjne cząsteczek, można znaleźć średnią energię przypadającą na każdy stopień swobody tego rodzaju ruchu. Rozważmy najpierw ruch translacyjny cząsteczek: załóżmy, że cząsteczka tak ma energia kinetyczna masa cząsteczkowa). Suma to energia ruchu translacyjnego wszystkich cząsteczek. Dzieląc przez stopnie swobody, otrzymujemy średnią energię na stopień swobody ruchu translacyjnego cząsteczek:

Możliwe jest również obliczenie średnich energii na stopień swobody ruchu obrotowego i ruchu wibracyjnego. Jeśli każda cząsteczka ma translacyjne stopnie swobody, rotacyjne stopnie swobody i stopnie swobody ruchy oscylacyjne, wówczas całkowita energia ruchu termicznego wszystkich cząsteczek będzie równa

 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) rozwiązanie ciała stałe w płynach
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 polega na przekazywaniu energii wewnętrznej 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 kulki i średnia prędkość ruchu jej cząsteczek podczas procesu ogrzewania?
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.