1. 1827'de İngiliz botanikçi R. Brown, suda asılı duran polen parçacıklarını incelemek için mikroskop kullanarak bu parçacıkların rastgele hareket ettiğini fark etti; suda titriyor gibi görünüyorlar.

Polen parçacıklarının hareketinin nedeni uzun süre açıklanamadı. Brown ilk başta canlı oldukları için hareket etmelerini önerdi. Parçacıkların hareketini kabın farklı kısımlarının eşit olmayan şekilde ısıtılması, meydana gelen kimyasal reaksiyonlar vb. ile açıklamaya çalıştılar. Suda asılı duran parçacıkların hareketinin gerçek nedenini ancak çok sonra anladılar. Bunun nedeni moleküllerin hareketidir.

Polen parçacığının bulunduğu su molekülleri hareket ederek ona çarpar. Bu durumda eşit olmayan sayıda molekül parçacığa farklı yönlerden çarparak hareket etmesine neden olur.

Su moleküllerinin etkilerinin etkisi altında parçacığın A noktasından B noktasına hareket ettiği bir anda ​\(t_1\) ​ olsun. Bir sonraki anda daha büyük sayı moleküller diğer taraftaki parçacığa çarpar ve hareketinin yönü değişir, B noktasından C noktasına doğru hareket eder. Dolayısıyla bir polen parçacığının hareketi, su moleküllerinin hareketinin ve onun üzerindeki etkilerinin bir sonucudur. polen bulunur (Şekil 65). Boya veya kurum parçacıkları suya konulduğunda da benzer bir olay gözlemlenebilir.

Şekil 65 bir polen parçacığının yörüngesini göstermektedir. Hareketinin belirli bir yönünden bahsetmenin imkansız olduğu açıktır; her zaman değişir.

Bir parçacığın hareketi moleküllerin hareketinin bir sonucu olduğundan şu sonuca varabiliriz: moleküller rastgele (kaotik) hareket eder. Başka bir deyişle, tüm moleküllerin hareket ettiği belirli bir yönü belirlemek imkansızdır.

Moleküllerin hareketi asla durmaz. öyle diyebiliriz sürekli. Sürekli kaotik hareket atom ve moleküllere denir termal hareket. Bu isim, moleküllerin hareket hızının vücut sıcaklığına bağlı olmasından kaynaklanmaktadır.

Cisimler çok sayıda molekülden oluştuğundan ve moleküllerin hareketi rastgele olduğundan, bir molekülün diğerlerinden ne kadar etki alacağını tam olarak söylemek mümkün değildir. Dolayısıyla molekülün zamanın her anındaki konumu, hızı rastgele. Ancak bu, moleküllerin hareketinin belirli yasalara uymadığı anlamına gelmez. Özellikle moleküllerin belirli bir andaki hızları farklı olsa da çoğunun belirli bir değere yakın hız değerleri vardır. Genellikle moleküllerin hareket hızından bahsederken şunu kastederler: ortalama hız​\((v_(ortalama)) \) ​.

2. Moleküllerin hareketi açısından difüzyon olgusu açıklanabilir.

Difüzyon, bir maddenin moleküllerinin başka bir maddenin molekülleri arasındaki boşluklara nüfuz etmesi olgusudur.

Parfümün kokusunu şişeden biraz uzakta alıyoruz. Bu, hava molekülleri gibi parfüm moleküllerinin de hareket etmesiyle açıklanmaktadır. Moleküller arasında boşluklar vardır. Parfüm molekülleri hava molekülleri arasındaki boşluklara, hava molekülleri de parfüm molekülleri arasındaki boşluklara nüfuz eder.

Bir behere bir bakır sülfat çözeltisi dökülürse ve bu sıvılar arasında keskin bir sınır olacak şekilde üstüne su dökülürse sıvıların difüzyonu gözlemlenebilir. İki üç gün sonra sınırın artık o kadar da keskin olmadığını fark edeceksiniz; bir hafta içinde tamamen yıkanacak. Bir ay sonra sıvı homojen hale gelecek ve kabın tamamı aynı renkte olacaktır (Şek. 66).

Bu deneyde bakır sülfat molekülleri su molekülleri arasındaki boşluklara, su molekülleri de bakır sülfat molekülleri arasındaki boşluklara nüfuz etmektedir. Bakır sülfatın yoğunluğunun suyun yoğunluğundan daha büyük olduğu unutulmamalıdır.

Deneyler gazlardaki difüzyonun sıvılara göre daha hızlı gerçekleştiğini göstermektedir. Bu, gazların sıvılardan daha düşük yoğunluğa sahip olmasıyla açıklanmaktadır; Gaz molekülleri birbirlerinden büyük mesafelerde bulunur. Katıların molekülleri birbirine sıvıların moleküllerinden daha yakın olduğundan difüzyon katılarda daha da yavaş gerçekleşir.

Doğada, teknolojide ve günlük yaşamda, difüzyonun kendini gösterdiği birçok olguyu bulabilirsiniz: renklendirme, yapıştırma vb. büyük değer bir insanın hayatında. Özellikle difüzyon sayesinde oksijen insan vücuduna sadece akciğerlerden değil aynı zamanda deriden de girer. Aynı sebepten dolayı besinler bağırsaklardan kana nüfuz eder.

Difüzyon hızı sadece şunlara bağlı değildir: toplama durumu maddeler ve aynı zamanda sıcaklık.

Difüzyon deneyi için su ve bakır sülfat içeren iki kap hazırlayıp birini buzdolabına, diğerini ise odada bırakırsanız, şunu göreceksiniz: daha fazlası ile yüksek sıcaklık difüzyon daha hızlı gerçekleşir. Bunun nedeni sıcaklık arttıkça moleküllerin daha hızlı hareket etmesidir. Böylece moleküllerin hareket hızı
ve vücut ısısı ilişkilidir.

Bir cismin moleküllerinin ortalama hareket hızı ne kadar yüksek olursa sıcaklığı da o kadar yüksek olur.

3. Moleküler fizik, mekaniğin aksine, çok sayıda parçacıktan oluşan sistemleri (cisimleri) inceler. Bu bedenler farklı şekillerde olabilir. eyaletler.

Sistemin (gövdenin) durumunu karakterize eden niceliklere denir durum parametreleri. Durum parametreleri basınç, hacim ve sıcaklığı içerir.

Dış etkilerin yokluğunda, onu karakterize eden parametrelerin süresiz olarak uzun bir süre değişmeden kaldığı bir sistem durumu mümkündür. Bu duruma denir termal denge.

Böylece odadaki hava ile termal dengede olan bir kap içindeki sıvının hacmi, sıcaklığı, basıncı, bazı dış nedenler olmadıkça değişmez.

4. Sistemin termal denge durumu, aşağıdaki gibi bir parametre ile karakterize edilir: sıcaklık. Özelliği, termal denge durumunda olan sistemin tüm kısımlarındaki sıcaklık değerinin aynı olmasıdır. Bir bardak sıcak suya gümüş bir kaşık (veya başka bir metalden yapılmış bir kaşık) koyarsanız kaşık ısınır ve su soğur. Bu, kaşık ve suyun aynı sıcaklıkta olduğu termal denge oluşana kadar gerçekleşecektir. Her durumda, farklı şekilde ısıtılan iki cismi alıp temas ettirirseniz, daha sıcak olan cisim soğuyacak ve daha soğuk olan cisim ısınacaktır. Bir süre sonra bu iki cisimden oluşan sistem termal dengeye gelecek ve bu cisimlerin sıcaklıkları aynı olacaktır.

Yani kaşığın ve suyun ısıl dengeye ulaştıklarında sıcaklıkları aynı olacaktır.

Sıcaklık, vücudun termal durumunu karakterize eden fiziksel bir niceliktir.

Yani sıcak suyun sıcaklığı soğuktan daha yüksektir; Kışın dış hava sıcaklığı yaz aylarına göre daha düşüktür.

Sıcaklık birimi santigrat derece (°C). Sıcaklık ölçülür termometre.

Bir termometrenin tasarımı ve buna bağlı olarak sıcaklığı ölçme yöntemi, cisimlerin özelliklerinin sıcaklığa bağımlılığına, özellikle de bir cismin ısıtıldığında genleşme özelliğine dayanır. Termometreler farklı cisimleri kullanabilir: sıvı (alkol, cıva), katı (metaller) ve gaz halinde. Onlar denir termometrik cisimler. Termometrik bir cisim (sıvı veya gaz), sıcaklığı ölçülecek cisimle temas ettirilen, teraziyle donatılmış bir tüpün içine yerleştirilir.

Bir ölçek oluştururken, belirli sıcaklık değerlerinin atandığı iki ana (referans, destek) nokta seçilir ve aralarındaki aralık birkaç parçaya bölünür. Bu ölçekte her parçanın değeri bir sıcaklık birimine karşılık gelir.

5. Farklı sıcaklık skalaları vardır. Uygulamada en yaygın kullanılan ölçeklerden biri Celsius ölçeğidir. Bu ölçeğin ana noktaları buzun erime sıcaklığı ve suyun normal sıcaklıklarda kaynama noktasıdır. atmosferik basınç(760 mmHg). İlk noktaya 0 °C, ikinci noktaya ise 100 °C değeri atandı. Bu noktalar arasındaki mesafe 100 eşit parçaya bölünerek Celsius ölçeği elde edildi. Bu ölçekte sıcaklığın birimi 1°C’dir. Santigrat ölçeğine ek olarak, yaygın olarak kullanılan bir sıcaklık ölçeği de vardır. mutlak(termodinamik) sıcaklık ölçeği veya Kelvin ölçeği. Bu ölçekte -273 °C (daha doğrusu -273,15 °C) sıcaklık sıfır olarak alınır. Bu sıcaklığa denir mutlak sıfır sıcaklıklardadır ve 0 K olarak adlandırılır. Sıcaklığın birimi bir kelvindir (1 K); 1 santigrat dereceye eşittir. Buna göre mutlak sıcaklık ölçeğinde buzun erime sıcaklığı 273 K (273,15 K), suyun kaynama noktası ise 373 K (373,15 K)'dir.

Mutlak ölçekte sıcaklık ​\(T\) ​ harfiyle gösterilir. Mutlak ölçekteki sıcaklık ​\((T) \) ​ ile Santigrat ölçeğindeki sıcaklık ​\(((t)^\circ) ​ arasındaki ilişki aşağıdaki formülle ifade edilir:

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

Bölüm 1

1. Boya parçacıklarının sudaki Brownian hareketi bunun bir sonucudur

1) atomlar ve moleküller arasındaki çekim
2) atomlar ve moleküller arasındaki itmeler
3) moleküllerin kaotik ve sürekli hareketi
4) alt ve üst katmanlar arasındaki sıcaklık farkından dolayı su katmanlarının hareketi

2. Aşağıdaki durumların hangisinde Brown hareketinden bahsediyoruz?

1) toz parçacıklarının havadaki rastgele hareketi
2) kokuların dağılımı
3) kristal kafesin düğümlerindeki parçacıkların salınım hareketi
4) gaz moleküllerinin öteleme hareketi

3. Sözcükler ne anlama geliyor: "Moleküller düzensiz hareket ediyor"?

C. Moleküler hareketin belirlenmiş bir yönü yoktur.
B. Moleküllerin hareketi hiçbir yasaya uymaz.

Doğru cevap

1) yalnızca bir
2) yalnızca B
3) hem A hem de B
4) ne A ne de B

4. Maddenin yapısının moleküler kinetik teorisinin, madde parçacıklarının sürekli kaotik harekete katıldığı konumu şu şekilde ifade edilir:

1) yalnızca gazlar için
2) yalnızca sıvılar
3) yalnızca gazlar ve sıvılar için
4) gazlara, sıvılara ve katılara

5. Maddenin yapısına ilişkin moleküler kinetik teorinin hangi konum(lar)ı difüzyon olgusunu doğrular?

A. Moleküller sürekli kaotik hareket halindedir
B. Moleküller arasında boşluklar vardır

Doğru cevap

1) yalnızca bir
2) yalnızca B
3) hem A hem de B
4) ne A ne de B

6. Aynı sıcaklıkta sıvılarda difüzyon meydana gelir.

1) katılardan daha hızlı
2) gazlardan daha hızlı
3) katılardan daha yavaş
4) gazlarla aynı hızda

7. Diğer her şey eşit olmak üzere, difüzyon hızı en küçük olan bir madde çiftini belirtiniz.

1) bakır sülfat ve su çözeltisi
2) eter buharı ve hava
3) demir ve alüminyum plakalar
4) su ve alkol

8. Su 100°C sıcaklıkta kaynar ve buhara dönüşür. Buhar moleküllerinin ortalama hızı

1) su moleküllerinin ortalama hareket hızına eşit
2) su moleküllerinin ortalama hareket hızından daha büyük
3) su moleküllerinin ortalama hareket hızından daha az
4) atmosfer basıncına bağlıdır

9. Moleküllerin termal hareketi

1) 0 °C'de durur
2) 100 °C'de durur
3) sürekli
4) belirli bir yöne sahiptir

10. Su oda sıcaklığından 80°C'ye ısıtılır. Su moleküllerinin ortalama hızına ne olur?

1) azalır
2) artışlar
3) değişmez
4) İlk önce artar ve belirli bir sıcaklık değerinden başlayarak değişmeden kalır

11. Sıcak bir odada bir bardak su masanın üzerinde, diğeri buzdolabında. Buzdolabında duran bir bardaktaki su moleküllerinin ortalama hareket hızı

1) masanın üzerinde duran bir bardaktaki su moleküllerinin ortalama hareket hızına eşittir
2) masanın üzerinde duran bir bardaktaki su moleküllerinin ortalama hareket hızından daha büyük
3) masanın üzerinde duran bir bardaktaki su moleküllerinin ortalama hareket hızından daha az
4) sıfıra eşit

12. Aşağıda verilen ifadeler listesinden iki doğru olanı seçin ve numaralarını tabloya yazın.

1) moleküllerin termal hareketi yalnızca 0 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelir
2) katılarda difüzyon imkansızdır
3) moleküller arasında çekici ve itici kuvvetler aynı anda etki eder
4) molekül, bir maddenin en küçük parçacığıdır
5) artan sıcaklıkla difüzyon hızı artar

13. Fizik ofisine parfümle nemlendirilmiş bir pamuklu çubuk ve içine bakır sülfat çözeltisinin (bir çözelti) döküldüğü bir kap getirildi. mavi renk) ve üstüne dikkatlice su döküldü (Şekil 1). Parfüm kokusunun birkaç dakika içinde tüm kabine yayıldığı, kaptaki iki sıvı arasındaki sınırın ise ancak iki hafta sonra kaybolduğu fark edildi (Şekil 2).

Önerilen listeden deneysel gözlemlerin sonuçlarına karşılık gelen iki ifadeyi seçin. Numaralarını belirtin.

1) Difüzyon süreci gazlarda ve sıvılarda gözlemlenebilir.
2) Difüzyon hızı maddenin sıcaklığına bağlıdır.
3) Difüzyon hızı, maddenin topaklanma durumuna bağlıdır.
4) Difüzyon hızı sıvının türüne bağlıdır.
5) Katılarda difüzyon hızı en düşüktür.

Cevaplar

"Sıcaklık" terimi, fizikçilerin sıcak cisimlerin aşağıdakilerden oluştuğunu düşündükleri bir zamanda ortaya çıktı. Daha belirli bir madde - kalorik - aynı cisimlerden daha, ancak soğuk. Sıcaklık ise vücuttaki kalori miktarına karşılık gelen bir değer olarak yorumlandı. O zamandan beri herhangi bir cismin sıcaklığı derece cinsinden ölçülüyor. Fakat aslında bu, hareket eden moleküllerin kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür ve buna dayanarak C Birim Sistemine uygun olarak Joule cinsinden ölçülmesi gerekir.

Konsept " mutlak sıfır Sıcaklık" termodinamiğin ikinci yasasından gelir. Buna göre, soğuk bir cisimden sıcak olana ısı transferi süreci imkansızdır. Bu kavram İngiliz fizikçi W. Thomson tarafından tanıtıldı. Fizikteki başarılarından dolayı kendisine soylu “Lord” ve “Baron Kelvin” unvanı verildi. 1848'de W. Thomson (Kelvin), başlangıç ​​noktası olarak aşırı soğuğa karşılık gelen mutlak sıfır sıcaklığı ve bölme değeri olarak Celsius derecesini aldığı bir sıcaklık ölçeği kullanmayı önerdi. Kelvin birimi suyun üçlü noktasının sıcaklığının 1/27316'sıdır (yaklaşık 0 derece C), yani. Saf suyun hemen üç biçimde olduğu sıcaklık: buz, sıvı su ve buhar sıcaklık, moleküllerin hareketinin durduğu ve bir maddeden termal enerji elde etmenin artık mümkün olmadığı mümkün olan en düşük sıcaklıktır. O zamandan beri mutlak sıcaklık ölçeğine onun adı verilmiştir.

Sıcaklık farklı ölçeklerde ölçülür

En yaygın kullanılan sıcaklık ölçeğine Celsius ölçeği denir. İki noktaya dayanmaktadır: suyun sıvıdan buhara ve sudan buza faz geçişinin sıcaklığı. 1742 yılında A. Celsius, referans noktaları arasındaki mesafenin 100 aralığa bölünmesini ve suyun sıfır olarak alınmasını, donma noktasının ise 100 derece olmasını önerdi. Ancak İsveçli K. Linnaeus tam tersini yapmayı önerdi. O zamandan beri su sıfır A santigrat derecede dondu. Her ne kadar tam olarak Celsius'ta kaynaması gerekse de. Mutlak sıfır Santigrat eksi 273,16 santigrat dereceye karşılık gelir.

Birkaç sıcaklık ölçeği daha var: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Roemer. Farklı bölüm fiyatları var. Örneğin Reaumur ölçeği de suyun kaynama ve donma referans noktaları üzerine kuruludur ancak 80 bölümü vardır. 1724 yılında ortaya çıkan Fahrenheit ölçeği, ABD dahil dünyanın yalnızca bazı ülkelerinde günlük yaşamda kullanılıyor; biri su buzu ve amonyak karışımının sıcaklığı, diğeri ise insan vücudunun sıcaklığı. Terazi yüz bölüme ayrılmıştır. Sıfır Santigrat 32'ye karşılık gelir Derecelerin Fahrenheit'e dönüştürülmesi şu formül kullanılarak yapılabilir: F = 1,8 C + 32. Ters dönüştürme: C = (F - 32)/1,8, burada: F - Fahrenheit derece, C - Santigrat derece. Sayamayacak kadar tembelseniz, Celsius'u Fahrenheit'e dönüştürmek için çevrimiçi bir hizmete gidin. Kutuya santigrat derece sayısını girin, "Hesapla"ya tıklayın, "Fahrenhayt"ı seçin ve "Başlat"a tıklayın. Sonuç hemen görünecektir.

Kelvin'in çağdaşı ve teknik termodinamiğin yaratıcılarından biri olan İngiliz (daha doğrusu İskoç) fizikçi William J. Rankin'in onuruna verilmiştir. Ölçeğinde üç önemli nokta vardır: Başlangıç ​​mutlak sıfır, suyun donma noktası 491,67 derece Rankine ve suyun kaynama noktası 671,67 derecedir. Hem Rankine hem de Fahrenheit için suyun donması ile kaynaması arasındaki bölüm sayısı 180'dir.

Bu ölçeklerin çoğu yalnızca fizikçiler tarafından kullanılmaktadır. Ve bugün ankete katılan Amerikalı okul çocuklarının %40'ı mezuniyet sınıfları Mutlak sıfır sıcaklığının ne olduğunu bilmediklerini söylediler.

Maddenin yapısının moleküler kinetik teorisinin temelleri

Moleküler kinetik teorinin temelleri M.V. Lomonosov, L. Boltzmann, J. Maxwell ve diğerleri Bu teori aşağıdaki hükümlere dayanmaktadır:

1. Tüm maddeler çok küçük parçacıklardan - moleküllerden oluşur. Karmaşık maddelerin molekülleri daha da küçük parçacıklardan - atomlardan oluşur. Farklı atom kombinasyonları molekül türlerini oluşturur. Bir atom, negatif yüklü bir elektron kabuğuyla çevrelenmiş pozitif yüklü bir çekirdekten oluşur. Moleküllerin ve atomların kütlesi atomik kütle birimleri (a.m.u.) cinsinden ölçülür. Atom ve moleküllerin çapı 10 - 10 cm mertebesindedir. 0,012 kg karbon izotop C'deki atom sayısına eşit sayıda parçacık (atom veya molekül) içeren madde miktarına denir. dua ediyoruz.

Moleküller birbirleriyle çarpışarak hızlarını hem büyüklük hem de yön olarak değiştirirler. Bu durumda toplam kinetik enerjilerinin yeniden dağılımı meydana gelir. Moleküllerden oluşan bir cisim, hareket eden ve etkileşime giren parçacıklardan oluşan bir sistem olarak kabul edilir. Böyle bir molekül sistemi, parçacıklar arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisinden ve parçacık hareketinin kinetik enerjisinden oluşan enerjiye sahiptir. Bu enerjiye denir cisimlerin iç enerjisi. Isı değişimi sırasında cisimler arasında aktarılan iç enerji miktarına denir. ısı miktarı (Joule, cal). Joule - SI. 1 cal = 4,18 J. Atomlar ve moleküller sürekli hareket halindedir, buna denir termal. Ana özellik termal hareket onun kesintisiz doğasıdır (kaotik doğası). Termal hareketin yoğunluğunu niceliksel olarak karakterize etmek için vücut sıcaklığı kavramı tanıtılmıştır. Bir vücuttaki moleküllerin termal hareketi ne kadar yoğun olursa sıcaklığı da o kadar yüksek olur. İki cisim birbirine temas ettiğinde enerji daha fazla ısınan cisimden daha az ısınan cisme doğru hareket eder ve sonunda sabitleşir. termal denge durumu.

Moleküler kinetik kavramlar açısından sıcaklık moleküllerin veya atomların öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisini karakterize eden bir niceliktir. Isı sıcaklığı ölçüm birimi derece.(Kaynama ve donma noktaları arasındaki farkın yüzde biri temiz su atmosferik basınçta). Kelvin mutlak sıcaklık ölçeği fiziğe tanıtıldı. Bir Celsius derecesi bir Kelvin derecesine eşittir. –273 C sıcaklıkta, gaz moleküllerinin (mutlak sıfır) öteleme hareketi durmalıdır, yani. sistem (vücut) mümkün olan en düşük enerjiye sahiptir.

Maddenin yapısına ilişkin moleküler kinetik teorinin temel prensipleri çok sayıda deney ve olayla (difüzyon, Brown hareketi, sıvıların karıştırılması, çeşitli maddelerin sıkıştırılabilirliği, katıların sıvılarda çözünmesi vb.) doğrulanır. Modern deneysel yöntemler - X-ışını kırınım analizi, kullanılarak yapılan gözlemler elektron mikroskobu ve diğerleri - maddenin yapısına dair anlayışımızı zenginleştirdi. Bir gazda moleküller arasındaki mesafeler nispeten büyüktür ve çekim kuvvetleri ihmal edilebilir düzeydedir. Gaz molekülleri her zaman kapladıkları hacmin tamamına eşit şekilde dağılma eğilimindedir. Gaz, bulunduğu kabın duvarlarına basınç uygular. Bu basınç, hareket eden moleküllerin etkisiyle oluşur. Gazın kinetik teorisini incelerken, sözde ideal gaz. Moleküller arası etkileşim kuvvetlerini ve gaz moleküllerinin hacmini ihmal ettiğimiz bir gaz. Çarpışma sırasında ideal bir gazın moleküllerinin tamamen elastik toplar gibi olduğunu varsayalım.

Geri İleri

Dikkat! Slayt önizlemeleri yalnızca bilgilendirme amaçlıdır ve sunumun tüm özelliklerini temsil etmeyebilir. Eğer ilgileniyorsanız bu iş lütfen tam sürümünü indirin.

Hedefler.

• Eğitici.
  • Ortalama kinetik enerjinin ölçüsü olarak sıcaklık kavramını verin; termometrelerin yaratılışının tarihini düşünün, farklı sıcaklık ölçeklerini karşılaştırın; edinilen bilgileri problemleri çözmek ve pratik görevleri yerine getirmek için uygulama yeteneğini geliştirmek, öğrencilerin termal olaylar alanında ufkunu genişletmek.
• Eğitici.
  • Muhatabınızı dinleme ve kendi bakış açınızı ifade etme yeteneğini geliştirmek
• Gelişimsel.
  • Öğrencilerde gönüllü dikkat, düşünme (analiz etme, karşılaştırma, analojiler oluşturma, sonuç çıkarma yeteneği), bilişsel ilgi (fiziksel bir deneye dayanarak) gelişimi;
  • dünyanın bilinebilirliğine ilişkin ideolojik kavramların oluşumu.

DERSİN İLERLEMESİ

Merhaba, lütfen oturun.

Mekanik okurken cisimlerin hareketleriyle ilgileniyorduk. Şimdi hareketsiz durumdaki cisimlerin özelliklerindeki değişikliklerle ilişkili olayları ele alacağız. Havanın ısıtılmasını ve soğumasını, buzun erimesini, metallerin erimesini, suyun kaynamasını vb. inceleyeceğiz. Bu tür olaylara denir. termal olaylar.

Soğuk suyun ısıtıldığında önce ısındığını, sonra ısındığını biliyoruz. Alevden çıkarılan metal kısım yavaş yavaş soğur. Sıcak su radyatörlerini çevreleyen hava ısınır vb.

Cismin termal durumunu belirtmek için “soğuk”, “sıcak”, “sıcak” kelimelerini kullanırız. Vücutların termal durumunu karakterize eden miktar sıcaklık.

Herkes sıcak suyun sıcaklığının soğuk su sıcaklığından daha yüksek olduğunu bilir. Kışın dış hava sıcaklığı yaz aylarına göre daha düşüktür.

Herhangi bir maddenin tüm molekülleri sürekli ve rastgele (kaotik) hareket eder.

Moleküllerin rastgele kaotik hareketine termal hareket denir.

Söyle bana, termal hareket ile mekanik hareket arasındaki fark nedir?

Farklı yörüngelere sahip birçok parçacık içerir. Hareket hiçbir zaman durmaz. (Örnek: Brown hareketi)

Brownian hareket modelinin gösterimi

Termal hareket neye bağlıdır?

• Deney No. 1: Bir parça şekeri soğuk suya, bir parçayı da sıcak suya batırın. Hangisi daha hızlı çözülür?
• Deney No. 2: 2 parça şekeri (biri diğerinden büyük) soğuk suya koyun. Hangisi daha hızlı çözülür?

Hangi sıcaklığın çok zor olduğu ortaya çıktı. Örneğin sıcak suyun soğuk sudan farkı nedir? Uzun süre bu sorunun net bir cevabı bulunamadı. Bugün suyun hangi sıcaklıkta olursa olsun aynı moleküllerden oluştuğunu biliyoruz. Peki sıcaklığı arttıkça suda tam olarak ne değişiyor? Deneyimlerimiz sonucunda şekerin sıcak suda çok daha hızlı çözüldüğünü gördük. Difüzyon nedeniyle çözünme meydana gelir. Böylece, Difüzyon, yüksek sıcaklıklarda düşük sıcaklıklara göre daha hızlı gerçekleşir.

Ancak difüzyonun nedeni moleküllerin hareketidir. Bu, moleküllerin hareket hızı ile vücut sıcaklığı arasında bir bağlantı olduğu anlamına gelir: Daha yüksek sıcaklığa sahip bir vücutta moleküller daha hızlı hareket eder.

Ancak sıcaklık yalnızca moleküllerin ortalama hızına bağlı değildir. Yani örneğin ortalama molekül hızı 440 m/s olan oksijenin sıcaklığı 20 °C, moleküllerin ortalama hızı aynı olan nitrojenin sıcaklığı ise 16 °C'dir. Azotun sıcaklığının düşük olması, azot moleküllerinin oksijen moleküllerinden daha hafif olmasından kaynaklanmaktadır. Böylece bir maddenin sıcaklığı yalnızca moleküllerinin ortalama hareket hızıyla değil aynı zamanda kütlesiyle de belirlenir. Aynı şeyi 2 numaralı deneyde de görüyoruz.

Parçacığın hem hızına hem de kütlesine bağlı olan nicelikleri biliyoruz. Bu dürtü ve kinetik enerjidir. Bilim insanları vücut ısısını belirleyen şeyin moleküllerin kinetik enerjisi olduğunu buldu: sıcaklık, bir cisimdeki parçacıkların ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür; Bu enerji ne kadar büyük olursa vücut ısısı da o kadar yüksek olur.

Yani cisimler ısındığında moleküllerin ortalama kinetik enerjisi artar ve daha hızlı hareket etmeye başlarlar; Soğuyunca moleküllerin enerjisi azalır ve daha yavaş hareket etmeye başlarlar.

Sıcaklık, vücudun termal durumunu karakterize eden bir miktardır. Bir cismin “ısısının” ölçüsü. Bir cismin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, atomlarının ve moleküllerinin ortalama enerjisi de o kadar büyük olur.

Vücudun ısınma derecesini yargılamak için yalnızca duyularınıza güvenmek mümkün mü?

• Deney No. 1: Bir elinizle ahşap bir nesneye, diğer elinizle metal bir nesneye dokunun.

Duyguları karşılaştırın

Her iki nesne de aynı sıcaklıkta olmasına rağmen bir el soğuk, diğer el sıcak hissedecektir.

• Deney No. 2: Sıcak, ılık ve soğuk suyla dolu üç kap alın. Bir elinizi soğuk su dolu bir kaba, diğer elinizi sıcak su dolu bir kaba koyun. Bir süre sonra iki elinizi ılık su dolu bir kaba koyun.

Duyguları karşılaştırın

Her iki el aynı kapta olmasına rağmen, sıcak suda olan el artık soğuğu hisseder, soğuk suda olan el ise artık sıcak hisseder.

Duygularımızın öznel olduğunu kanıtladık. Bunları doğrulamak için araçlara ihtiyaç vardır.

Sıcaklığı ölçmek için kullanılan aletlere denir termometreler. Böyle bir termometrenin etkisi, bir maddenin termal genleşmesine dayanır. Isıtıldığında termometrede kullanılan maddenin (örneğin cıva veya alkol) sütunu artar, soğutulduğunda azalır. İlk sıvı termometresi 1631 yılında Fransız fizikçi J. Rey tarafından icat edildi.

Vücut sıcaklığı, çevre ile termal dengeye gelinceye kadar değişecektir.

Termal denge kanunu: Herhangi bir izole cisim grubu için, bir süre sonra sıcaklıklar aynı hale gelir; bir termal denge durumu oluşur.

Herhangi bir termometrenin her zaman kendi sıcaklığını gösterdiği unutulmamalıdır. Bir ortamın sıcaklığını belirlemek için termometre bu ortama yerleştirilmeli ve cihazın sıcaklığının değişmesi durana kadar bir değer alarak beklenmelidir. sıcaklığa eşitçevre. Ortamın sıcaklığı değiştiğinde termometrenin sıcaklığı da değişecektir.

İnsan vücudunun sıcaklığını ölçmek için tasarlanmış bir tıbbi termometre biraz farklı çalışır. O, sözde maksimum termometreler, ısıtıldıkları en yüksek sıcaklığı kaydediyorlar. Kendi sıcaklığınızı ölçtükten sonra, kendinizi daha soğuk bir ortamda bulduğunuzda (insan vücuduna kıyasla) tıbbi termometrenin aynı değeri göstermeye devam ettiğini fark edebilirsiniz. Cıva sütununu orijinal durumuna döndürmek için bu termometrenin çalkalanması gerekir.

Ortamın sıcaklığını ölçmek için kullanılan bir laboratuvar termometresi ile bu gerekli değildir.

Günlük yaşamda kullanılan termometreler, bir maddenin sıcaklığını Celsius (°C) cinsinden ifade etmenizi sağlar.

A. Celsius (1701-1744) - Santigrat sıcaklık ölçeğinin kullanılmasını öneren İsveçli bilim adamı. Santigrat sıcaklık ölçeğinde sıfır (18. yüzyılın ortalarından beri) buzun erime sıcaklığıdır ve 100 derece normal atmosfer basıncında suyun kaynama noktasıdır.

Termometrelerin gelişim tarihi hakkındaki mesajı dinleyelim (Sunum: Sidorova E.)

Sıvı termometreler, ortam sıcaklığı değiştiğinde termometreye dökülen sıvının (genellikle alkol veya cıva) hacminin değişmesi prensibine dayanır. Dezavantajı: farklı sıvılar farklı şekilde genleşir, bu nedenle termometre okumaları farklılık gösterir: Cıva -50 0 C; gliserin -47.6 0 C

Evde sıvı termometre yapmaya çalıştık. Bakalım bundan ne çıkacak. (Brykina V'nin videosu. Ek 1)

Farklı sıcaklık ölçeklerinin olduğunu öğrendik. Celsius ölçeğinin yanı sıra Kelvin ölçeği de yaygın olarak kullanılmaktadır. Mutlak sıcaklık kavramı W. Thomson (Kelvin) tarafından ortaya atılmıştır. Mutlak sıcaklık ölçeğine Kelvin ölçeği veya termodinamik sıcaklık ölçeği denir.

Mutlak sıcaklığın birimi kelvindir (K).

Mutlak sıfır, hiçbir şeyin daha soğuk olamayacağı ve bir maddeden termal enerji elde etmenin teorik olarak imkansız olduğu mümkün olan en düşük sıcaklıktır; moleküllerin termal hareketinin durduğu sıcaklıktır.

Mutlak sıfır, yaklaşık 273,15 °C olan 0 K olarak tanımlanır.

Bir Kelvin bir dereceye eşittir T=t+273

Birleşik Devlet Sınavından Sorular

Sıcak su sıcaklığını termometre kullanarak ölçmek için aşağıdaki seçeneklerden hangisi en doğru sonucu verir?

1) Termometre suya batırılır ve birkaç dakika sonra sudan çıkarıldıktan sonra okumalar alınır.

2) Termometre suya indirilir ve sıcaklığın değişmesi durana kadar beklenir. Bundan sonra termometreyi sudan çıkarmadan okumalarını yapın.

3) Termometre suya indirilir ve sudan çıkarılmadan okumalar hemen alınır.

4) Termometre suya indirilir, ardından hızla sudan çıkarılır ve ölçümler alınır.

Şekil pencerenin dışında asılı olan termometrenin ölçeğinin bir kısmını göstermektedir. Dışarıdaki hava sıcaklığı

• 18 0C
• 14 0 C
• 21 0 C
• 22 0C

915, 916 numaralı problemleri çözün (“Fizikte problemlerin toplanması 7-9”, V.I. Lukashik, E.V. Ivanova)

1. Ödev: Paragraf 28
2. Sayı 128 D “Fizikte problemlerin toplanması 7-9” V.I. Ivanova

Metodolojik destek

1. “Fizik 8” S.V. Gromov, N.A. Vatan
2. “Fizikte problemlerin toplanması 7-9” Lukashik, E.V.
3. Ivanova

İnternette herkese açık olan çizimler

Sayfa 1

Sıvı haldeki madde moleküllerinin termal hareketi, kristal ve gaz halindeki maddelerin hareketine benzer. Kristallerde, moleküllerin termal hareketi esas olarak moleküllerin denge konumlarına göre titreşimleriyle ifade edilir ve bunlar pratikte zamanla değişmez. Gazlardaki moleküllerin termal hareketi, esas olarak çarpışmalarda yönleri değişen öteleme hareketi ve dönüşünden oluşur.  

Bir maddenin moleküllerinin bir substratın yüzeyindeki termal hareketine göç denir. Göç sırasında moleküllerin iki ya da daha az sıklıkla üç çarpışması mümkün hale gelir. Çarpışan moleküller van der Waals kuvvetlerinin etkisi altında bir araya gelir. Böylece ikili ve üçlüler oluşur. Yüzeyle bağları gözle görülür derecede daha güçlü olduğundan desorbe edilmeleri tek moleküllere göre daha zordur. Bu oluşumlar daha sonra çöken moleküllerin yoğunlaşması sırasında aktif merkezlerdir.  

Bir vücut maddesinin moleküllerinin termal hareketi onların düzenli düzenini bozduğundan, artan sıcaklıkla birlikte mıknatıslanma azalır.  

Bir vücut maddesinin moleküllerinin termal hareketi onların düzenli düzenini bozduğundan, artan sıcaklıkla birlikte mıknatıslanma azalır. Bu cisim dış alandan uzaklaştırılırsa, moleküllerin kaotik hareketi onun tamamen manyetikleşmesine yol açacaktır.  

Doymuş buhar basıncı, belirli bir sıcaklıkta buhar fazındaki bir maddenin moleküllerinin termal hareketi ile oluşturulur.  

Mutlak sıfır (0 K), bir maddenin moleküllerinin termal hareketinin durması ile karakterize edilir ve 0 C'nin 273 16 C'nin altındaki bir sıcaklığa karşılık gelir.  

Maddenin kinetik teorisi, basınç ile madde moleküllerinin termal hareketinin kinetik enerjisi arasında bir bağlantı kurmamızı sağlar.  

Moleküllerdeki iç hareketler dış termal hareketleriyle bağlantılıysa, o zaman bir maddenin özelliklerini, kimyasal davranışını, bu bağlantıyı incelemeden, moleküllerin termal hareketini etkileyen faktörleri hesaba katmadan anlamak imkansızdır. Bir madde (sıcaklık, basınç, çevre vb.) ve bu termal hareket aracılığıyla her bir molekülün iç hareket durumunu da etkiler.  

Böylece herhangi bir maddenin gaz halinden sıvı hale dönüştürülebileceği bulunmuştur. Bununla birlikte, her madde böyle bir dönüşümü ancak belirli bir Tc kritik sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda yaşayabilir. Kritik sıcaklığın üzerinde madde herhangi bir basınçta sıvıya veya katıya dönüşmez. Kritik bir sıcaklıkta, bir maddenin moleküllerinin termal hareketinin ortalama kinetik enerjisinin, bunların bir sıvı veya katı içindeki bağlanma potansiyel enerjisini aştığı açıktır. Farklı maddelerin molekülleri arasında etkili olan çekim kuvvetleri farklı olduğundan, bağlantılarının potansiyel enerjisi de farklıdır, dolayısıyla farklı maddeler için kritik sıcaklık değerleri de farklıdır.  

Gevşeme süreleri 1 ve T2 yukarıda deneyimlerle belirlenmesi gereken sabitler olarak sunulmuştur. Çeşitli maddeler için ölçülen 7 değerleri, paramanyetik tuzların çözeltileri için K) 4 sn'den birkaç saniyeye kadar geniş bir aralıkta yer alır. Deneysel veriler, gevşeme zamanlarının değerleri ile bir maddenin moleküllerinin termal hareketinin yapısı ve doğası arasında yakın bir bağlantı olduğunu göstermektedir.  

Mutlak sıcaklık T, K, vücudun ısınma derecesini karakterize eder. Özellikle, normal atmosferik basınçta buzun erime noktası (0 C) ve suyun kaynama noktası (100 C), sıcaklığın kökenini belirlemek için Uluslararası Pratik Santigrat Sıcaklık Ölçeği'nin oluşturulmasında kullanılan başlangıç ​​değerleri olarak alınmıştır. ölçü birimi derecedir. 0 C'nin üzerindeki sıcaklıklar pozitif, 0 C'nin altındaki sıcaklıklar ise negatif olarak kabul edilir. SI birim sisteminde sıcaklık hesaplamaları Kelvin termodinamik ölçeğinin dereceleri cinsinden mutlak sıfırdan yapılır. Bu ölçeğin mutlak sıfırı (0 K), bir maddenin moleküllerinin termal hareketinin durmasıyla karakterize edilir ve Celsius ölçeğinde - 273 · 15 C sıcaklığa karşılık gelir. Dolayısıyla, her iki ölçek de yalnızca başlangıç ​​​​noktasında farklılık gösterir, Bölünme bedeli (derecesi) onlar için aynıdır.  

Sayfalar:      1