Личный кабинет Выйти Войти Регистрация
Уроки
Математика Алгебра Геометрия Физика Всеобщая история Русский язык Английский язык География Биология Обществознание История России ОГЭ
Тренажёры
Математика ЕГЭ Тренажёры для мозга

Тепловое движение. Температура

Содержание

    В жизни мы постоянно сталкиваемся с тепловыми явлениями. Например, перемена времен года, ежедневная смена погоды. Чтобы заварить утром чай, мы кипятим чайник — здесь тоже присутствует тепловое явление.

    В промышленности и технике с тепловыми явлениями связаны создание новых материалов, сгорание топлива, плавление металлов и др. На данном уроке мы рассмотрим, как физика описывает такие явления, дадим определения новым понятиям, установим зависимости и закономерности одних величин от других.

    Температура и тепловые явления

    Мы постоянно используем такие слова как “теплый”, “горячий”, “прохладный”, “холодный”. Так мы говорим о температуре физических тел.

    Температура — это физическая величина, определяющая степень нагретости газа, жидкости или твердого тела.

    Используя это определение, мы можем заявлять, что температура холодной воды ниже температуры горячей. Или говорить о том, что температуры воздуха этой зимой ниже, чем предыдущей.

    Единица измерения температуры — градус Цельсия ($\degree C$). Измеряют температуру с помощью термометра (рисунок 1).

    Рисунок 1. Термометр

    Вы уже знаете, что процесс диффузии напрямую зависит от температуры. При более высокой температуре диффузия происходит быстрее. Значит, температура и скорость движения молекул связаны между собой:

    • с увеличением температуры увеличивается скорость движения молекул
    • при понижении температуры уменьшается скорость движения молекул

    Значит,

    Температура тела зависит от скорости движения молекул.

    Теперь мы можем дать определение тепловым явлениям:

    Тепловые явления — это явления, связанные с изменением температуры (нагреванием или охлаждением тел).

    Тепловое движение

    Тела состоят из вещества, а вещество — из молекул и атомов, которые находятся в непрерывном и беспорядочном движении. Скорость их движения связана с температурой, поэтому такое движение называют тепловым.

    Тепловое движение — это процесс беспорядочного движения частиц, образующих вещество.

    Если мы возьмем отдельную молекулу какого-либо вещества, то ее движение будет являться механическим. Мы можем сказать про выбранную молекулу, что у нее есть определенная скорость движения, направление и пройденный путь.

    Но в окружающих нас телах количество молекул очень велико. Например, в $1 \space см^3$ воды содержится около $3.34 \cdot 10^22$ молекул. И каждая из этих молекул движется по очень сложной траектории. Например, в газах молекулы перемещаются с большими скоростями, сталкиваются друг с другом и стенками сосуда.

    Это делает наблюдение со стороны механики сложным, а зачастую просто невозможным. Поэтому мы используем понятие теплового движения молекул.

    Вещество может находиться в разных агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Рассмотрим тепловое движение молекул в каждом из них.

    Рисунок 2. Тепловое движение молекул в разных агрегатных состояниях.

    Тепловое движение молекул в твердых телах, жидкостях и газах

    1. Твердое тело
      В этом состоянии молекулы и атомы колеблются около некоторых определенных позиций (рисунок 2, 3) — своих положениях в узлах кристаллической решетки (рисунок 3).
    Кристаллические решётки
    Рисунок 3. Кристаллические решётки
    1. Жидкость
      Молекулы могут колебаться, вращаться и перемещаться относительно друг друга (рисунок 2, 2).
    1. Газ
      Молекулы двигаются хаотично, имеют очень сложные траектории (рисунок 2, 1). Это является следствием больших скоростей и постоянных столкновений с другими молекулами или стенками сосуда.

    Тепловое движение молекул и переход из одного агрегатного состояния в другое

    Все эти движения молекул в разных состояниях вещества являются тепловым движением. Характер этого движения изменяется при изменении температуры. При этом вещество переходит из одного агрегатного состояния в другое.

    Например, если понижать температуру воды, то она превратится в лед (рисунок 4). То есть, перейдет из жидкого состояния в твердое. Если же мы будем повышать температуру, то вода станет водяным паром. Так она превратится из жидкости в газ.

    Рисунок 4. Агрегатные состояния воды.

    Так как молекулы движутся, они обладают кинетической энергией. А скорость их движения связана с температурой. Поэтому температура тела тесно связана со средней кинетической энергией молекул. При повышении температуры увеличивается средняя кинетическая энергия, а при понижении — средняя кинетическая энергия уменьшается.

    5
    5
    5Количество опыта, полученного за урок

    Оценить урок

    Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

    Комментарии

    Получить ещё подсказку

    Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

    Верно! Посмотрите пошаговое решение