Issiqlik harakati nima. AKTning asosiy qoidalari - fizika bo'yicha yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rish uchun materiallar

Atrofimizdagi dunyoda bevosita bog'liq bo'lgan turli xil jismoniy hodisalar sodir bo'ladi tana haroratining o'zgarishi. Biz buni bolaligimizdan bilamiz sovuq suv Qizdirilganda, u birinchi navbatda zo'rg'a isinadi va faqat ma'lum vaqtdan keyin qiziydi.

"Sovuq", "issiq", "issiq" kabi so'zlar bilan biz jismlarning "isitish" ning turli darajalarini yoki fizika tili bilan aytganda, turli haroratlar tel. Harorat iliq suv sovuq suv haroratidan bir oz yuqoriroq. Agar siz yoz va qishki havo haroratini taqqoslasangiz, harorat farqi aniq.

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

Ma'lumki, diffuziya ko'proq yuqori harorat tezroq sodir bo'ladi. Bundan kelib chiqadiki, molekulalarning harakat tezligi va harorat o'zaro chuqur bog'liqdir. Haroratni oshirsangiz, molekulalarning harakat tezligi ortadi, kamaytirsangiz, pasayadi.

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 va haroratning o'zgarishi bilan bog'liq hodisalar termal deyiladi. Bularga havoni isitish yoki sovutish, metall eritish va 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 · 10²² molekulalar mavjud. Har qanday molekula juda murakkab harakat traektoriyasiga ega. Masalan, turli yo'nalishlarda yuqori tezlikda harakatlanadigan gaz zarralari bir-biri bilan va idishning devorlari bilan 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 chiqaramiz: Jismlarni tashkil etuvchi zarrachalarning xaotik harakati issiqlik harakati deyiladi.

Xaotiklik termal harakatning eng muhim xususiyatidir. Molekulyar harakatning eng muhim dalillaridan biri diffuziya va Braun harakati. (Braun harakati - molekulyar ta'sirlar ta'sirida suyuqlikdagi mayda qattiq zarrachalarning harakati. Kuzatish shuni ko'rsatadiki, Braun harakati to'xtab qola olmaydi).

Suyuqliklarda molekulalar boshqa molekulalarga nisbatan tebranishi, aylanishi va harakatlanishi mumkin. Agar biz qattiq jismlarni olsak, ularning molekulalari va atomlari ma'lum o'rtacha pozitsiyalar atrofida tebranadi.

Mutlaqo tananing barcha molekulalari molekulalar va atomlarning issiqlik harakatida ishtirok etadi, shuning uchun termal harakatning o'zgarishi bilan tananing o'zi, uning holati. har xil xususiyatlar. Shunday qilib, agar siz muzning haroratini oshirsangiz, u butunlay boshqa shaklga ega bo'lib, eriy boshlaydi - muz suyuq bo'ladi. Agar, aksincha, masalan, simobning haroratini pasaytirsangiz, 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: tana harorati qanchalik baland bo'lsa, o'rtacha ko'rsatkich shunchalik yuqori bo'ladi kinetik energiya uning molekulalari. Va aksincha, tana haroratining pasayishi bilan uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi kamayadi.

Agar sizda hali ham savollaringiz bo'lsa yoki termal harakat va harorat haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, bizning veb-saytimizda ro'yxatdan o'ting va o'qituvchidan yordam oling.

Hali ham savollaringiz bormi? Uy vazifangizni qanday qilishni bilmayapsizmi?
Repetitordan yordam olish uchun ro'yxatdan o'ting.
Birinchi dars bepul!

veb-sayt, materialni to'liq yoki qisman nusxalashda manbaga havola talab qilinadi.

 Nazariya: Atomlar va molekulalar uzluksiz termal harakatda bo'lib, xaotik harakat qiladi va to'qnashuvlar tufayli yo'nalishi va tezligini doimo o'zgartiradi.

Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, molekulalarning harakat tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Haroratning pasayishi bilan molekulalarning harakat tezligi pasayadi. "deb nomlangan harorat bor. mutlaq nol" - harorat (-273 ° C), bunda molekulalarning termal harakati to'xtaydi. Ammo "mutlaq nolga" erishib bo'lmaydi.
Broun harakati - suyuqlik yoki gaz zarralarining issiqlik harakati natijasida yuzaga keladigan suyuqlik yoki gazda to'xtatilgan qattiq jismning mikroskopik ko'rinadigan zarrachalarining tasodifiy harakati. Bu hodisa birinchi marta 1827 yilda Robert Braun tomonidan kuzatilgan. U o'simlik gulchanglarini tekshirdi suv muhiti. Braunning ta'kidlashicha, gulchanglar vaqt o'tishi bilan doimo o'zgarib turadi va harorat qanchalik baland bo'lsa tezroq tezlik gulchanglarning siljishi. U gulchanglarning harakatlanishi suv molekulalarining gulchanglarga urilib, uning harakatlanishiga sabab bo‘ladi, degan nazariyani ilgari surdi.

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

Braun harakatining misoli
1) bir tomchi suvda gulchanglarning tasodifiy harakati
2) chiroq ostida midgelarning tasodifiy harakati
3) qattiq moddalarning suyuqliklarda erishi
4) kirib borish ozuqa moddalari tuproqdan o'simlik ildizlariga qadar
Yechim: Broun harakatining ta'rifidan ko'rinib turibdiki, to'g'ri javob 1. Polen suv molekulalari unga tegishi sababli tasodifiy harakat qiladi. Chiroq ostidagi midjlarning tasodifiy harakati mos emas, chunki midgeslar harakat yo'nalishini o'zlari tanlaydilar, oxirgi ikkita javob diffuziyaga misoldir;
Javob: 1.

Fizika bo'yicha OGE vazifasi (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 bo'ladi va buning dalili konvektsiya hodisasidir.
1) faqat A
2) faqat B
3) A va B
4) na A, na B
Yechim: Diffuziya - bu bir moddaning molekulalarining boshqa modda molekulalari orasidagi bo'shliqlarga o'zaro kirib borishi jarayoni. Birinchi bayonot to'g'ri, Konventsiya - transfer ichki energiya suyuqlik yoki gaz qatlamlari bilan, ikkinchi bayonot to'g'ri emasligi ma'lum bo'ladi.
Javob: 1.

Fizika bo'yicha OGE topshirig'i (fipi): 2) Qo'rg'oshin shari sham alangasida isitiladi. Isitish jarayonida to'pning hajmi qanday o'zgaradi va o'rtacha tezlik uning molekulalarining harakati?
Jismoniy miqdorlar va ularning mumkin bo'lgan o'zgarishlari o'rtasidagi yozishmalarni o'rnating.
Har bir miqdor uchun o'zgarishning tegishli xususiyatini aniqlang:
1) ortadi
2) kamayadi
3) o'zgarmaydi
Jadvaldagi har bir fizik miqdor uchun tanlangan raqamlarni yozing. Javobdagi raqamlar takrorlanishi mumkin.
Yechim (Rahmat Milena): 2) 1. Molekulalar tezroq harakatlana boshlagani uchun sharning hajmi ortadi.
2. Molekulalarning tezligi qizdirilganda ortadi.
Javob: 11.

Namoyish vazifasi OGE versiyasi 2019: Moddalar tuzilishining molekulyar-kinetik nazariyasi qoidalaridan biri “modda zarralari (molekulalar, atomlar, ionlar) uzluksiz xaotik harakatdadir”. "Doimiy harakat" so'zlari nimani anglatadi?
1) Zarrachalar doimo 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.
Yechim: Molekulalar harakat qiladi, to'qnashuvlar tufayli molekulalarning tezligi doimiy ravishda o'zgarib turadi, shuning uchun biz har bir molekulaning tezligi va yo'nalishini hisoblay olmaymiz, lekin molekulalarning o'rtacha kvadrat tezligini hisoblashimiz mumkin va u harorat bilan bog'liq; kamayadi, molekulalarning tezligi pasayadi. Molekulalar harakati to'xtaydigan harorat -273 °C (minimal) deb hisoblangan. mumkin bo'lgan harorat tabiatda). Ammo bunga erishib bo'lmaydi. shuning uchun molekulalar hech qachon harakatdan to'xtamaydi.

§ 1. Issiqlik harakati. haroratAtrofimizdagi 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 har xil isishi darajasini yoki fizikada aytganidek, jismlarning har xil haroratlarini bildiramiz. Harorat issiq suv sovuq haroratdan yuqori. Yozda havo harorati qishga qaraganda yuqori. Issiqlik hodisalariga misollar:
a - muzning erishi; b - suvning muzlashi Tana harorati termometr yordamida o'lchanadi va Selsiy gradusida (°C) ifodalanadi. Yuqori haroratlarda diffuziya tezroq sodir bo'lishini allaqachon bilasiz. Bu molekulalarning harakat tezligi va harorat o'zaro bog'liqligini anglatadi. Harorat oshishi bilan molekulalarning harakat tezligi oshadi, harorat pasayganda esa kamayadi. Binobarin, tana harorati molekulalarning harakat tezligiga bog'liq. Issiq suv sovuq suv bilan bir xil molekulalardan iborat. Ularning orasidagi farq faqat molekulalarning harakat tezligida, haroratning o'zgarishi bilan jismlarning isishi yoki sovishi 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. Bu, masalan, gaz zarralarining yuqori tezlikda harakatlanishi bilan bog'liq turli yo'nalishlar, bir-biri bilan va idishning devorlari bilan to'qnashadi. Buning natijasida ular tezligini o'zgartiradilar va yana harakatlanishda davom etadilar. 1-rasmda suvda erigan bo'yoqning mikroskopik zarralari harakatining traektoriyalari ko'rsatilgan. Guruch. 1. Suvda erigan bo'yoq mikrozarrachalarining harakat traektoriyasi Jismning molekulalarining harakat tezligi uning haroratiga bog'liq bo'lganligi sababli, zarrachalarning tasodifiy harakati deyiladi. termal harakat. Suyuqliklarda molekulalar bir-biriga nisbatan tebranishi, aylanishi va harakatlanishi mumkin. Qattiq jismlarda molekulalar va atomlar ma'lum o'rtacha pozitsiyalar atrofida tebranadi, tananing barcha molekulalari issiqlik harakatida ishtirok etadilar, 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 siz, masalan, simobning haroratini pasaytirsangiz, u suyuqlikdan muz kristalli panjara modeliga aylanadi Tana harorati molekulalarning o'rtacha kinetik energiyasi bilan chambarchas bog'liq. Jismning harorati qancha yuqori bo'lsa, uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi shunchalik yuqori bo'ladi. Jismning harorati pasayganda, uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi kamayadi.

Termal harakat

Har qanday modda mayda zarrachalar - molekulalardan iborat. Molekula- berilgan moddaning hammasini saqlaydigan eng kichik zarrasi kimyoviy xossalari. Molekulalar kosmosda diskret ravishda, ya'ni bir-biridan ma'lum masofada joylashgan va uzluksiz holatda bo'ladi. tartibsiz (tartibsiz) harakat .

Jismlar ko'p miqdordagi molekulalardan iborat bo'lganligi va molekulalarning harakati tasodifiy bo'lganligi sababli, u yoki bu molekula boshqalardan qancha ta'sir qilishini aniq aytish mumkin emas. Shuning uchun ular molekulaning joylashuvi va vaqtning har bir momentidagi tezligi tasodifiy ekanligini aytishadi. Biroq, bu molekulalarning harakati ma'lum qonunlarga bo'ysunmaydi, degani emas. Xususan, molekulalarning tezligi bir vaqtning o'zida har xil bo'lsa-da, ularning aksariyati ma'lum bir qiymatga yaqin tezlik qiymatlariga ega. Odatda, molekulalarning harakat tezligi haqida gapirganda, ular nazarda tutiladi o'rtacha tezlik (v$cp).

Barcha molekulalar harakatlanadigan biron bir aniq yo'nalishni ajratib bo'lmaydi. Molekulalarning harakati hech qachon to'xtamaydi. Biz buni uzluksiz deb aytishimiz mumkin. Atom va molekulalarning bunday uzluksiz xaotik harakati - deyiladi. Bu nom molekulalarning harakat tezligi tana haroratiga bog'liqligi bilan belgilanadi. Jismning molekulalarining o'rtacha harakat tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, uning harorati shunchalik yuqori bo'ladi. Aksincha, tana harorati qanchalik baland bo'lsa, molekulyar harakatning o'rtacha tezligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Suyuqlik molekulalarining harakati Braun harakati - unda muallaq turgan juda kichik zarrachalarning harakatini kuzatish orqali aniqlangan. qattiq. Har bir zarracha uzluksiz ravishda ixtiyoriy yo'nalishlarda keskin harakatlar qiladi, traektoriyalarni siniq chiziq shaklida tasvirlaydi. Zarrachalarning bunday xatti-harakatini ular bilan bir vaqtda suyuqlik molekulalarining ta'sirini boshdan kechirishlari bilan izohlash mumkin. turli tomonlar. Qarama-qarshi yo'nalishdagi bu ta'sirlar sonidagi farq zarrachaning harakatiga olib keladi, chunki uning massasi molekulalarning massalariga mos keladi. Bunday zarrachalarning harakatini birinchi marta 1827 yilda ingliz botanigi Braun mikroskop ostida suvdagi gulchang zarralarini kuzatgan holda kashf etgan, shuning uchun u shunday deb nomlangan - Braun harakati.

"Issiqlik harakati" mavzusini o'rganish uchun biz takrorlashimiz kerak:

Atrofimizdagi dunyoda tana haroratining o'zgarishi bilan bevosita bog'liq bo'lgan turli xil jismoniy hodisalar sodir bo'ladi.

Bolaligimizdan biz ko'ldagi suv avval sovuq, keyin zo'rg'a iliq bo'lishini va bir muncha vaqt o'tgach, suzish uchun yaroqli bo'lishini eslaymiz.

"Sovuq", "issiq", "bir oz iliq" kabi so'zlar bilan biz jismlarning "isitish" ning turli darajalarini yoki fizika tili bilan aytganda, jismlarning har xil haroratlarini aniqlaymiz.

Agar yozda ko'lda haroratni solishtirsak va kech kuz, keyin farq aniq bo'ladi. Iliq suvning harorati muzli suv haroratidan bir oz yuqoriroq.

Ma'lumki, yuqori haroratlarda diffuziya tezroq sodir bo'ladi. Bundan kelib chiqadiki, molekulalarning harakat tezligi va harorat o'zaro chuqur bog'liqdir.

Tajribani o'tkazing: uchta stakan oling va ularni sovuq, iliq va to'ldiring issiq suv, endi har bir stakanga choy paketini qo'ying va suvning rangi qanday o'zgarishini kuzating? Bu o'zgarish eng kuchli qayerda sodir bo'ladi?

Haroratni oshirsangiz, molekulalarning harakat tezligi ortadi, kamaytirsangiz, pasayadi. 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 va haroratning o'zgarishi bilan bog'liq hodisalar termal deyiladi. Bularga nafaqat isitish yoki sovutish kiradi suyuq jismlar, balki gazsimon va qattiq havo.

Issiqlik hodisalariga ko'proq misollar: metall erishi, qor erishi.

Barcha jismlarning asosi bo'lgan molekulalar yoki atomlar cheksiz xaotik harakatdadir. Molekulalarning harakati turli jismlar turli yo'llar bilan sodir bo'ladi. Gaz molekulalari juda murakkab traektoriya bo'ylab yuqori tezlikda tasodifiy harakat qiladi.Ular to'qnashganda, ular bir-biridan sakrab, tezliklarning kattaligi va yo'nalishini o'zgartiradilar.

Suyuqlik molekulalari muvozanat pozitsiyalari atrofida tebranadi (chunki ular deyarli bir-biriga yaqin joylashgan) va nisbatan kamdan-kam hollarda bir muvozanat holatidan ikkinchisiga o'tadi. Suyuqlikdagi molekulalarning harakati gazlarga qaraganda kamroq erkin, lekin suyuqlikdagiga qaraganda erkinroqdir qattiq moddalar.

Qattiq jismlarda molekulalar va atomlar ma'lum o'rtacha pozitsiyalar atrofida tebranadi.

Harorat oshishi bilan zarracha tezligi oshadi, Shunung uchun Zarrachalarning xaotik harakati odatda termal deyiladi.

Qiziqarli:

Aniq balandligi qancha Eyfel minorasi? Va bu atrof-muhit haroratiga bog'liq!

Gap shundaki, minora balandligi 12 santimetrga o'zgarib turadi.

va nurlarning harorati Selsiy bo'yicha 40 darajagacha yetishi mumkin.

Va siz bilganingizdek, moddalar yuqori harorat ta'sirida kengayishi mumkin.

Xaotiklik termal harakatning eng muhim xususiyatidir. Molekulalar harakatining eng muhim dalillaridan biri diffuziya va Broun harakatidir. (Braun harakati - molekulyar ta'sirlar ta'sirida suyuqlikdagi mayda qattiq zarrachalarning harakati. Kuzatish shuni ko'rsatadiki, Braun harakati to'xtab qola olmaydi). Braun harakati ingliz botaniki Robert Braun (1773-1858) tomonidan kashf etilgan.

Mutlaqo tananing barcha molekulalari molekulalar va atomlarning issiqlik harakatida ishtirok etadi, shuning uchun termal harakatning o'zgarishi bilan tananing o'zi va uning turli xususiyatlari ham o'zgaradi.

Keling, harorat o'zgarishi bilan suvning xususiyatlari qanday o'zgarishini eslaylik.

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. Va aksincha, tana haroratining pasayishi bilan uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasi kamayadi.

Harorat - tananing termal holatini tavsiflovchi miqdor yoki boshqacha qilib aytganda, tananing "isitish" o'lchovi.

Jismning harorati qancha yuqori bo'lsa, uning atomlari va molekulalarining o'rtacha energiyasi shunchalik yuqori bo'ladi.

Harorat o'lchanadi termometrlar, ya'ni. haroratni o'lchash asboblari

Harorat to'g'ridan-to'g'ri o'lchanmaydi! O'lchangan qiymat haroratga bog'liq!

Hozirgi vaqtda suyuq va elektr termometrlari mavjud.

Zamonaviyda suyuq termometrlar alkogol yoki simob miqdoridir. Termometr sizning haroratingizni o'lchaydi! Va agar biz termometr yordamida boshqa tananing haroratini o'lchamoqchi bo'lsak, tananing va termometrning harorati teng bo'lguncha biroz kutishimiz kerak, ya'ni. termometr va tana o'rtasida issiqlik muvozanati paydo bo'ladi. Uy termometrini berish uchun vaqt kerak aniqroq ma'nosi bemorning harorati.

Bu termal muvozanat qonuni:

Izolyatsiya qilingan jismlarning har qanday guruhi uchun bir muncha vaqt o'tgach, harorat bir xil bo'ladi,

bular. termal muvozanat holati yuzaga keladi.

Tana harorati termometr yordamida o'lchanadi va ko'pincha u bilan ifodalanadi Selsiy bo'yicha daraja(°C). Boshqa o'lchov birliklari ham mavjud: Farengeyt, Kelvin va Reaumur.

Ko'pincha fiziklar haroratni Kelvin shkalasida o'lchaydilar. 0 daraja Selsiy = 273 daraja Kelvin