Apa itu: gerak termal? konsep apa yang berkaitan dengan itu?

Peristiwa dunia fisik tak terpisahkan terkait dengan perubahan suhu. Dengan itu, semua orang memenuhi pada anak usia dini, ketika dia menyadari bahwa es dingin dan mendidih luka bakar air. Pada saat yang sama datang pemahaman bahwa proses perubahan suhu tidak terjadi secara instan. Kemudian di sekolah, siswa belajar bahwa itu terhubung dengan gerak termal. Dan proses yang terkait dengan temperatur yang dipilih cabang fisika.

Apa suhu?

konsep ilmiah ini diperkenalkan untuk menggantikan istilah konvensional. Dalam kehidupan sehari-hari, selalu muncul kata-kata seperti panas, dingin atau hangat. Semua dari mereka berbicara tentang tingkat panas tubuh up. Itu adalah bagaimana itu didefinisikan dalam fisika, dengan penambahan bahwa itu adalah besaran skalar. Setelah suhu tidak memiliki arah, tetapi hanya nomor.

Dalam sistem internasional unit (SI), suhu diukur dalam derajat Celcius (° C). Tetapi dalam banyak formula yang menggambarkan fenomena termal, diperlukan untuk menerjemahkannya dalam Kelvin (K). Untuk tujuan ini ada rumus sederhana: T = t + 273. Ini T - suhu dalam Kelvin, dan t - dalam Celcius. Dengan skala Kelvin yang berkaitan dengan konsep nol mutlak.

Ada beberapa skala temperatur. Di Eropa dan Amerika Utara, misalnya, dalam perjalanan Fahrenheit (F). Oleh karena itu, mereka harus mampu merekam dalam Celcius. Untuk melakukan ini, dari bukti-bukti di F bergantung kurangi 32, kemudian bagi dengan 1,8.

percobaan rumah

Dalam penjelasannya tentang kebutuhan untuk mengetahui hal-hal seperti suhu, gerak termal. Ya, dan melaksanakan pengalaman yang mudah.

Untuk itu diperlukan untuk mengambil tiga tangki. Mereka harus cukup besar bahwa mereka dapat dengan mudah masuk tangan. Isi dengan air pada temperatur yang berbeda. Pada awalnya itu harus sangat dingin. Dalam kedua - menghangat. Dalam ketiga tuangkan air panas, di mana akan mungkin untuk menjaga lengan.

Sekarang, pengalaman itu sendiri. kiri bawah ke dalam wadah air dingin, kanan - dengan terpanas. Tunggu beberapa menit. Membawa mereka keluar dan segera membenamkan dalam wadah air hangat.

Hasilnya akan tak terduga. tangan kiri akan terlihat bahwa air hangat, di sana di perasaan air dingin. Hal ini disebabkan fakta bahwa set pertama kesetimbangan termal dengan cairan di mana lengan dikirimkan awalnya. Dan kemudian keseimbangan ini sangat terganggu.

Ketentuan utama dari teori molekul-kinetik

Ini menggambarkan semua fenomena termal. Tapi pernyataan ini cukup sederhana. Oleh karena itu, dalam berbicara tentang gerak termal ketentuan ini perlu tahu.

Pertama, suatu zat yang dibentuk oleh partikel menit, terletak pada jarak tertentu dari satu sama lain. Selain itu, partikel-partikel ini mungkin sebagai molekul dan atom. Dan jarak antara mereka banyak kali lebih besar ukuran partikel.

Kedua, dalam semua zat ada gerak termal molekul, yang tidak pernah berhenti. Partikel-partikel sehingga bergerak secara acak (kacau).

Ketiga, partikel berinteraksi. Efek ini disebabkan oleh gaya tarik dan tolakan. Ukuran mereka tergantung pada jarak antara partikel.

Konfirmasi posisi pertama ke ILC

Bukti bahwa tubuh terdiri dari partikel, antara yang ada kesenjangan, adalah mereka ekspansi termal. Dengan demikian, ketika tubuh dipanaskan, ukurannya meningkat. Hal ini terjadi karena penghapusan partikel dari satu sama lain.

konfirmasi lagi dari apa yang telah dikatakan adalah difusi. Artinya, penetrasi molekul dari zat antara partikel yang lain. Dan gerakan ini adalah saling. Difusi berlangsung lebih cepat, yang lebih lanjut selain molekul disusun. Oleh karena itu, penetrasi saling gas terjadi jauh lebih cepat daripada dalam cairan. Dan dalam padatan pada tahun difusi diperlukan.

Kebetulan, yang terakhir menjelaskan proses dan gerak termal. Setelah semua, penetrasi saling bahan ke satu sama lain terjadi tanpa campur tangan pihak luar. Tapi itu dapat dipercepat oleh tubuh panas.

Konfirmasi MKT posisi kedua

Jelas bukti bahwa ada gerakan termal - adalah gerak Brown dari partikel-partikel. Hal ini dianggap untuk partikel tersuspensi, yaitu mereka yang secara substansial molekul yang lebih besar dari zat. Partikel-partikel ini mungkin partikel debu atau biji-bijian. Tempat mereka bergantung air atau gas.

Alasan untuk gerakan acak dari partikel tersuspensi dalam kenyataan bahwa di semua sisi bertindak molekul. efeknya secara acak. Besarnya dampak pada setiap waktu berbeda. Oleh karena itu, kekuatan yang dihasilkan diarahkan dalam satu arah dan kemudian ke arah lain.

Jika kita berbicara tentang kecepatan gerak termal molekul, yang merupakan nama khusus untuk itu - root mean square. Hal ini dapat dihitung dengan rumus:

v = √ [(3kt) / m _0].

Ini T - suhu dalam Kelvin, m ₀ - massa molekul tunggal, k - Boltzmann konstan (k = 1,38 * 10 ^-23 J / K).

Konfirmasi posisi ketiga dari ILC

Partikel tertarik dan ditolak. Dalam penjelasan banyak proses yang terkait dengan gerakan termal, pengetahuan ini penting.

Setelah semua, kekuatan interaksi tergantung pada keadaan fisik materi. Jadi, ada praktis tidak ada gas, karena partikel dihilangkan begitu banyak bahwa tindakan mereka tidak terjadi. Cairan dan padatan yang terlihat dan memberikan volume penyimpanan material. Di masa lalu, mereka masih menyediakan dan memelihara bentuk.

Bukti keberadaan kekuatan tarik dan tolakan pasukan adalah munculnya elastisitas dalam tubuh deformasi. Jadi, untuk memperluas kekuatan menarik ditingkatkan antara molekul dan dalam kompresi - tolakan. Tetapi dalam kedua kasus mereka kembali tubuh ke bentuk aslinya.

Rata-rata energi gerak termal

Hal ini dapat ditulis dari MKT persamaan dasar :

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

Dalam rumus ini, p - tekanan, V - volume, N - jumlah molekul, E - rata-rata energi kinetik.

Di sisi lain, persamaan ini dapat ditulis sebagai:

(PV) / N = kT.

Jika Anda menggabungkan mereka, Anda mendapatkan persamaan berikut:

(2E) / 3 = kT.

Ini mengikuti dari formula tersebut untuk energi kinetik rata-rata molekul:

E = (3kt) / 2.

Hal ini menunjukkan bahwa energi sebanding dengan suhu substansi. Artinya, dengan peningkatan partikel terakhir bergerak lebih cepat. Ini adalah esensi dari gerak termal, yang ada selama ada suhu selain nol mutlak.