فیزیک مولکولی پدیده های حرارتی

145.فیزیک مولکولی- شاخه ای از فیزیک که ساختار و خواص ماده را بر اساس مفاهیم جنبشی مولکولی ساختار آن مطالعه می کند.

146.اصول اولیه نظریه سینتیک مولکولی:

1) تمام اجسام از اتم ها، مولکول ها و یون ها تشکیل شده اند که به نوبه خود ساختار پیچیده ای دارند.

2) اتم‌ها، مولکول‌ها و یون‌ها در حرکت بی‌نظم پیوسته هستند که حرارتی نامیده می‌شود. سرعت این حرکت به دما بستگی دارد.

3) بین اتم ها و مولکول ها نیروهای جاذبه و دافعه متقابل وجود دارد.

147. تایید تجربیاعتبار دو ماده اول است انتشار، حرکت براونی، حلالیتو غیره تایید انصاف مقام سومپدیده ظهور نیروهای کشسان در هنگام تغییر شکل اجسام است.

148. انتشار- این پدیده نفوذ خود به خودی مولکول های یک ماده به فضاهای بین مولکول های یک ماده دیگر است که در نتیجه حرکت حرارتی رخ می دهد.

149. حرکت براونی- این حرکت کوچکترین اجسام ماکروسکوپی (دانه های گرد و غبار، گرده، ذرات لاشه و غیره) تحت تأثیر ضربه های مولکول های مایع یا گاز است.

150.قطرمولکول ها از مرتبه 10-10 متر و جرم آنها 10-26 کیلوگرم است.

151. مقدار ماده- مقداری برابر با تعداد عناصر ساختاری (اتم ها، مولکول ها، یون ها) که سیستم را تشکیل می دهند.

که در آن N تعداد ذرات است، N A ثابت آووگادرو، m جرم ماده، جرم مولی ماده است. واحد کمیت یک ماده 1 مول است.

152. 1 خالبخشی از مولکول ها برابر با عدد آووگادرو است. تعریف دقیق تر از 1 مول:این بخشی از مولکول ها یا سایر واحدهای ساختاری یک ماده است که دارای همان تعداد مولکول یا سایر واحدهای ساختاری است که در 0.012 کیلوگرم کربن موجود است.

153. جرم مولیجرم یک مول از یک ماده معین است. واحد جرم مولی است کیلوگرم بر مول

154. وزن مولکولی نسبی -این مقدار از نظر عددی برابر است با نسبت جرم یک مولکول یک ماده معین به 1/12 جرم ایزوتوپ اتم کربن 6 C 12. اندازه گیری در واحد کربن (c.u.) یا واحد اتمی (a.m.u.)

155. تعداد N مولکول در جسمی به جرم mرا می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

جایی که مقدار ماده است، N A عدد آووگادرو است، جرم مولی ماده ای است که بدن از آن تشکیل شده است.

156.ایده آلگاز نامیده می شود، انرژی پتانسیل برهمکنش بین مولکول های آن صفر است.

157.معادله اصلی MKT:

که در آن n تعداد مولکول ها در واحد حجم (غلظت)، m جرم مولکول و مجذور میانگین سرعت است.

158. شکل دیگری از معادله اصلی MKT

جایی که p فشار است، میانگین انرژی جنبشی مولکول ها است.

159.میانگین سرعت مربع مولکول ها

جایی که جرم مولی ماده است، m 0 جرم مولکول، T دمای مطلق است.

160.میانگین انرژی جنبشی حرکت انتقالی یک مولکول گاز ایده آل

161.وابستگی فشار گاز به غلظت مولکول ها و دما:

162. درجه حرارت - کمیتی که وضعیت تعادل ترمودینامیکی (حرارتی) یک سیستم ماکروسکوپی را مشخص می کند.

163. دمای صفر مطلق- این دمای محدودی است که در آن فشار گاز ایده آل در یک حجم ثابت به صفر می رسد یا حجم گاز ایده آل در فشار ثابت به صفر می رسد.

می توان آن را به صورت متفاوتی فرموله کرد: دمای صفر مطلق - این دمای محدود کننده ای است که در آن حرکت انتقالی مولکول ها متوقف می شود.

164. مقیاس مطلق (ترمودینامیکی). - این یک مقیاس دمایی است که در آن صفر مطلق به عنوان نقطه مرجع در نظر گرفته می شود. واحد دما در این مقیاس کلوین (K) است، همان مقدار درجه سانتیگراد. در مقیاس سلسیوس، صفر مطلق 273.15- است. رابطه بین مقیاس دمای مطلق و مقیاس سلسیوس با فرمول بیان می شود

165. معادله حالت گاز ایده آل (معادله مندلیف-کلاپیرون):

که در آن p فشار، V حجم، R = 8.31 J/(molK) ثابت گاز جهانی است، T دمای مطلق است، جرم مولی گاز است. یا

چگالی گاز کجاست

166. معادله کلاپیرونیا قانون یکپارچه گاز:

167. همدمافرآیندی است که در دمای ثابت رخ می دهد. اگر جرم گاز تغییر نکند، فرآیند اطاعت می کند قانون بویل-ماریوت بیانیه قانون:برای جرم معینی از گاز، حاصل ضرب فشار و حجم در دمای ثابت مقدار ثابتی است.

168. ایزوباریکفرآیندی است که در فشار ثابت رخ می دهد. اگر جرم گاز تغییر نکند، فرآیند از قانون پیروی می کند گی لوساک: برای جرم معینی از گاز در فشار ثابت، نسبت حجم به دمای مطلق یک مقدار ثابت است.

169. ایزوکوریکفرآیندی که در حجم ثابت اتفاق می افتد نامیده می شود. اگر جرم گاز ثابت باشد، این فرآیند اطاعت می کند قانون چارلز: برای جرم معینی از گاز در حجم ثابت، نسبت فشار به دمای مطلق یک مقدار ثابت است.

170.فشار مخلوطی از گازها برابر است با مجموع فشارهای جزئی ایجاد شده توسط هر گاز.

این قانون به نام معروف است "قانون دالتون".

171. ترمودینامیکشاخه‌ای از فیزیک است که پدیده‌های حرارتی را از نقطه نظر تبدیل‌های انرژی در آنها بررسی می‌کند.

172.انرژی درونیمجموع انرژی جنبشی حرکت بی نظم مولکول ها، انرژی پتانسیل برهمکنش آنها و انرژی درون مولکولی مولکول های تشکیل دهنده بدن است.

173.انرژی درونیبدن به دو صورت قابل تغییر است: انتقال حرارت و کارنشانه تغییر در انرژی درونی بدن، تغییر درجه حرارت و (یا) حالت تجمع آن است.

174. انرژی داخلی یک گاز یک اتمی و ایده آلبا فرمول تعیین می شود:

175. تغییر در انرژی درونیگاز تک اتمی را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

جایی که m جرم گاز است، جرم مولی گاز است.

176. سه نوع انتقال حرارت وجود دارد:تابش، همرفت، انتقال حرارت. تابش - تشعشع- این تبادل حرارتی با استفاده از امواج الکترومغناطیسی در محدوده حرارتی است. همرفت- این تبادل حرارتی است که با مخلوط کردن مایعات یا گازهایی با دماهای مختلف انجام می شود. انتقال حرارتشکلی از انتقال انرژی است که در آن تبادل مستقیم انرژی بین مولکول های متحرک اجسام در طول تماس حرارتی آنها وجود دارد.

177.مقدار گرما- این انرژی است که بدن در طی تبادل حرارت دریافت می کند یا می دهد.

178.ظرفیت گرمایی بدن- این مقدار برابر با مقدار گرمایی است که باید به بدن منتقل شود تا دمای آن 1 کلوین تغییر کند.

ظرفیت گرمایی یک جسم بر حسب J/K اندازه گیری می شود. مقدار گرمایی که باید به جسمی با ظرفیت گرمایی C داده شود با فرمول محاسبه می شود

179.گرمای خاص- این مقدار از نظر عددی برابر با مقدار گرمایی است که باید به ماده ای با وزن 1 کیلوگرم داده شود تا دمای آن به میزان 1 کلوین تغییر کند.

ظرفیت گرمایی ویژه بر حسب J/(kgK) اندازه گیری می شود. ظرفیت گرمایی یک جسم به ظرفیت گرمایی ویژه مربوط می شودماده ای که از آن ساخته شده است، فرمول

180. قانون بقای انرژی در فرآیندهای حرارتی (قانون اول ترمودینامیک):مقدار گرمای منتقل شده به بدن برای افزایش انرژی درونی آن و انجام کار در برابر نیروهای خارجی می رود.

181. کاربرد قانون اول ترمودینامیک در فرآیندهای ایزو.

1)همدما (T=const)

از آنجایی که U=0، یعنی. مقدار گرمای منتقل شده به سیستم برای انجام کار در برابر نیروهای خارجی استفاده می شود.

2)ایزوباریک (p=const)

آن ها مقدار گرمای منتقل شده به سیستم برای انجام کار در برابر نیروهای خارجی و تغییر انرژی داخلی آن استفاده می شود.

3) ایزوکوریک (V=const)

آن ها مقدار حرارتی که به سیستم منتقل می شود انرژی داخلی آن را تغییر می دهد.

4) آدیاباتیکفرآیندی است که بدون تبادل حرارت با محیط رخ می دهد (Q = 0). قانون بقای انرژی برای آن به شکل زیر است:

آن ها کار در برابر نیروهای خارجی به دلیل از دست دادن انرژی داخلی انجام می شود.

182.کار انبساط گازدر فشار ثابت با فرمول محاسبه می شود:

که در آن V 2 و V 1 حجم نهایی و اولیه گاز هستند، p فشار است. زیرا

که در آن T 2 دمای گاز در حالت نهایی است، T 1 دمای گاز در حالت اولیه، جرم مولی است، R ثابت گاز جهانی است.

183. موتور حرارتی (موتور حرارتی)- این وسیله ای است که کار را با کاهش انرژی داخلی سیال کار انجام می دهد.

184. هر موتور گرماییاز سه بخش بخاری، یخچال و سیال کار تشکیل شده است.

185. راندمان حرارتیموتور حرارتی برابر است با:

که در آن Q 1 مقدار گرمای دریافتی از بخاری ، Q 2 مقدار گرمای داده شده به یخچال ، A کار مکانیکی است.

186.فرمول کارنوبرای یک موتور حرارتی ایده آل:

که در آن T 1 دمای بخاری است، T 2 دمای یخچال، راندمان است.

187.ذوب شدن- این فرآیند انتقال یک ماده از حالت جامد به حالت مایع در نقطه ذوب است.

188. فرآیند تبدیل مایع به حالت کریستالی جامد نامیده می شود تبلور.

189.گرمای ویژه همجوشیمقدار حرارت مورد نیاز برای تبدیل 1 کیلوگرم جامد کریستالی از جامد به مایع در نقطه ذوب آن است.

گرمای ویژه همجوشی بر حسب J/kg اندازه گیری می شود.

190.تبخیرفرآیند انتقال یک ماده از حالت جامد یا مایع به حالت گازی است.

191. تبخیریک فرآیند تبخیر است که از سطح باز یک مایع یا جامد رخ می دهد.

192. تصعید (تععید)- این انتقال یک جامد به یک ماده گازی با دور زدن حالت مایع است.

193.غلیانفرآیند تبخیر است که نه تنها از سطح باز مایع، بلکه در کل حجم آن در داخل حباب های گاز حل شده در مایع رخ می دهد. هر مایع نقطه جوش مخصوص به خود را دارد. یک مایع در دمایی می جوشد که فشار بخار اشباع آن برابر با فشار اتمسفر باشد.

194. بخاری که با مایع خود در تعادل دینامیکی است نامیده می شود ثروتمند.

195.نقطه شبنم- دمایی که در آن بخار اشباع می شود.

196. فرآیند انتقال یک ماده از حالت گازی به حالت مایع را تراکم می گویند.

197. مقدار حرارتی که برای تبدیل یک واحد جرم مایع به بخار لازم است نامیده می شود گرمای ویژه تبخیر و چگالش

گرمای ویژه تبخیر بر حسب J/kg اندازه گیری می شود.

198. رطوبت مطلقفشار جزئی (چگالی) بخار آب در جو است.

199. رطوبت نسبی- این مقدار برابر با نسبت رطوبت مطلق به فشار (چگالی) بخار اشباع شده در دمای معین است.

اهداف:

1. تدوین مفاد اصلی ICT؛ ایده ای از اندازه مولکول ها ارائه دهید. سیستم‌بندی و تعمیق دانش دانش‌آموزان در مورد مقادیر مشخص‌کننده مولکول‌ها؛ اهمیت علمی و ایدئولوژیک جنبش براونی را آشکار کند. تعیین ماهیت وابستگی نیروهای جاذبه و دافعه به فاصله بین مولکول ها، در نظر گرفتن ویژگی های ساختاری و خواص اجسام گازی، جامد و مایع از نقطه نظر MCT. نمایش مدل های فیزیکی، به فرد امکان می دهد الگوهای اصلی را شناسایی کند و بر مفاهیم اساسی MCT تسلط یابد، که با کمک آنها با مطالب جدید بر اساس دانش قبلی آشنا می شود.
2. توانایی برجسته کردن چیزهای اصلی، تعمیم و نظام مند کردن، تعریف و توضیح مفاهیم را توسعه دهید:
3. هنگام پاسخ دادن، دقت، دقت و وضوح را پرورش دهید.

تجهیزات و دید:

• کامپیوتر
• تخته سفید تعاملی SmartBoard
• ارائه درس در پاورپوینت ام اس

در طول کلاس ها

من.زمان سازماندهی

• سلام دانش آموزان
• کسانی را که غایب هستند علامت بزنید؛
• تعیین اهداف و مقاصد درس

II. یادگیری مطالب جدید

مقدمه ای بر MCT - به صورت مکالمه انجام می شود (اسلاید 2-5، دکمه « چرا پدیده های حرارتی در فیزیک مولکولی مطالعه می شوند؟ » مدلهای فیزیکی حرکت حرارتی گازها، مایعات و جامدات نشان داده شده است (اسلاید 4).

مقررات اساسی ICT (اسلاید 6، دکمه "اصول اساسی نظریه جنبشی مولکولی. ابعاد مولکول ها")

تخمین اندازه مولکولی بر اساس یک مدل فیزیکی (اسلاید 7، انتقال از اسلاید 6) و تعداد مولکول ها (اسلاید 7) - در قالب گفتگو و نظرسنجی.

جرم مولکول ها از کمیت ماده (اسلاید 8-10، دکمه "انبوه مولکول ها. مقدار ماده") معلم موضوع جدیدی را توضیح می دهد، دانش آموزان با استفاده از تخته سفید تعاملی فرمول ها را می نویسند و استخراج می کنند.

حرکت براونی (اسلاید 11، دکمه "حرکت براونی") قطعه ویدئویی "حرکت براونی" و مدل "حرکت براونی" در نظر گرفته شده است، دانش آموزان سعی می کنند علت حرکت براونی را بفهمند و توضیح دهند.

نیروهای برهمکنش مولکولی (اسلاید 12-13، دکمه "نیروهای برهم کنش مولکول ها") ماهیت وابستگی نیروهای جاذبه و دافعه به فاصله بین مولکول ها مشخص شده است.

ساختار اجسام گازی، مایع و جامد (اسلاید 14، دکمه "ساختار اجسام گازی، مایع و جامد") ویژگی ها و ویژگی های ساختاری اجسام گازی، جامد و مایع را بر اساس مدل های فیزیکی در نظر گرفته و آنها را از دیدگاه MCT توضیح دهید.

III. تحکیم

وظایف در برنامه Notebook برای تخته‌های سفید تعاملی SmartBoard تکمیل شد.

I. Trainer - پاسخ های صحیح به جای کلمات گم شده با کشیدن و رها کردن درج می شوند.

پاسخ های صحیح زیر خط کشیده شده اند.

1-کلمات حذف شده را پر کنید

همه مواد از……………...,……………… و………………… .

گزینه های پاسخ

اتم هاپروتون های هسته الکترون ها یون هامولکول ها

2-کلمات حذف شده را پر کنید

همه مولکول ها داخل هستند ……………, ……………….جنبش.

گزینه های پاسخ

منظم مداومحرکت آهسته یکنواخت بی نظم

3-کلمات حذف شده را پر کنید

بین مولکول ها عمل کنیداستحکام - قدرت………………. و ……………….

گزینه های پاسخ

دافعهجاذبه زمین جاذبهقابلیت ارتجاعی

4. واحدهای اندازه گیری صحیح (سیستم SI) را قرار دهید

5. تعیین تعداد مولکول ها در یک شمش طلا 1 دسی متری ضروری است. مجموعه ای کافی از مقادیر فیزیکی لازم برای حل این مشکل را انتخاب کنید.

6. تعداد مولکول های یک ماده به صورت زیر تعیین می شود:

7. مقدار ماده به صورت زیر تعیین می شود:

8. آرایش تقریبی مولکول های گاز، مایع و جامد را رسم کنید. (صحت با استفاده از مدل تودرتو بررسی می شود)

9. مسیر تقریبی حرکت مولکول های گاز، مایع و جامد را رسم کنید.

IV. خلاصه درس

• درجه بندی.
• به اشتباهات رایج اشاره کنید
• بهترین ها را تگ کنید.

V. تکالیف

§ 58 - 62
تمرین 11 شماره 1-8 زوج – گزینه اول فرد – گزینه دوم ص 172
در هنگام مطالعه این موضوع گزارش هایی در مورد دانشمندان ذکر شده تهیه کنید.

برنامه ها و ارائه.(برای اینکه مدل های متحرک به درستی کار کنند، نصب برنامه های Stratum2000 و Flash-player که در پوشه برنامه قرار دارند، مورد نیاز است.)

فیزیک مولکولی پدیده های حرارتی

نظریه سینتیک مولکولی

پدیده های حرارتی در فیزیک مولکولی

نیروهای برهمکنش بین مولکول ها، جرم و اندازه آنها.

علت حرکت براونی یک ذره

فشار گاز ایده آل

درجه حرارت

مفهوم تعادل حرارتی.

فرآیند ایزوترمال

فرآیند همحجم

فرآیند ایزوباریک

انرژی درونی

انرژی داخلی یک گاز ایده آل

مقیاس دمای گاز ایده آل

مقدار گرما

قانون اول ترمودینامیک

قانون دوم ترمودینامیک

ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده

موتورهای حرارتی و حفاظت از طبیعت

اثبات تجربی مفاد اصلی ICT:

نظریه سینتیک مولکولی- دکترین ساختار و خواص ماده با استفاده از ایده وجود اتم ها و مولکول ها به عنوان کوچکترین ذرات یک ماده شیمیایی. MCT بر اساس سه عبارت کاملاً تجربی اثبات شده است:

ماده از ذرات - اتم ها و مولکول ها تشکیل شده است که بین آنها فضاهایی وجود دارد.

این ذرات در حرکت آشفته ای هستند که سرعت آن تحت تأثیر دما است.

ذرات با یکدیگر تعامل دارند.

این واقعیت که یک ماده واقعاً از مولکول ها تشکیل شده است را می توان با تعیین اندازه آنها ثابت کرد. یک قطره روغن روی سطح آب پخش می شود و لایه ای را تشکیل می دهد که ضخامت آن برابر با قطر مولکول است. قطره ای با حجم 1 میلی متر 3 نمی تواند بیش از 0.6 متر مربع پخش شود:

راه‌های دیگری نیز برای اثبات وجود مولکول‌ها وجود دارد، اما نیازی به فهرست کردن آنها نیست: ابزارهای مدرن (میکروسکوپ الکترونی، پروژکتور یونی) به شما امکان می‌دهند اتم‌ها و مولکول‌ها را ببینید.

نیروهای برهمکنش مولکولی. الف) برهمکنش ماهیت الکترومغناطیسی دارد. ب) نیروهای کوتاه برد در فواصل قابل مقایسه با اندازه مولکول ها شناسایی می شوند. ج) هنگامی که نیروهای جاذبه و دافعه مساوی هستند (R 0) چنین فاصله ای وجود دارد، اگر R>R 0 باشد، نیروهای جاذبه غالب هستند، اگر R

عمل نیروهای جاذبه مولکولی در آزمایشی با استوانه های سربی که پس از تمیز کردن سطوح به هم چسبیده اند آشکار می شود.

مولکول ها و اتم ها در جامدانجام نوسانات تصادفی نسبت به موقعیت هایی که در آن نیروهای جاذبه و دافعه از اتم های همسایه متعادل هستند. که در مایعاتمولکول‌ها نه تنها حول موقعیت تعادلی نوسان می‌کنند، بلکه از یک موقعیت تعادلی به موقعیت دیگر پرش می‌کنند؛ این جهش‌های مولکول‌ها دلیل سیال بودن مایع، توانایی آن در به‌شکل گرفتن یک ظرف است. که در گازهامعمولاً فاصله بین اتم ها و مولکول ها به طور متوسط ​​بسیار بزرگتر از اندازه مولکول ها است. نیروهای دافعه در فواصل طولانی عمل نمی کنند، بنابراین گازها به راحتی فشرده می شوند. عملاً هیچ نیروی جاذبه ای بین مولکول های گاز وجود ندارد ، بنابراین گازها دارای خاصیت انبساط نامحدود هستند.

جرم و اندازه مولکول ها ثابت آووگادرو:

بنابراین، هر ماده ای از ذرات تشکیل شده است مقدار مادهمتناسب با تعداد ذرات در نظر گرفته می شود. واحد کمیت یک ماده است خال. خالبرابر با مقدار ماده در یک سیستم حاوی همان تعداد ذرات به اندازه اتم های موجود در 0.012 کیلوگرم کربن است.

نسبت تعداد مولکول ها به مقدار ماده نامیده می شود ثابت آووگادرو:

ثابت آووگادرو است. این نشان می دهد که چند اتم یا مولکول در یک مول از یک ماده وجود دارد.

مقدار یک ماده را می توان به عنوان نسبت تعداد اتم ها یا مولکول های ماده به ثابت آووگادرو یافت:

جرم مولیمقداری است برابر با نسبت جرم یک ماده به مقدار آن:

جرم مولی را می توان بر حسب جرم مولکول بیان کرد:

برای تعیین توده های مولکولیشما باید جرم یک ماده را بر تعداد مولکول های موجود در آن تقسیم کنید:

حرکت براونی:

حرکت براونی- حرکت حرارتی ذرات معلق در یک گاز یا مایع. گیاه شناس انگلیسی رابرت براون (1773 - 1858) در سال 1827 حرکت تصادفی ذرات جامد قابل مشاهده از طریق میکروسکوپ را در یک مایع کشف کرد. این پدیده حرکت براونی نام داشت. این حرکت متوقف نمی شود. با افزایش دما، شدت آن افزایش می یابد. حرکت براونی نتیجه نوسانات فشار است (انحراف محسوس از مقدار متوسط).

دلیل حرکت براونی یک ذره این است که تأثیرات مولکول‌های مایع روی ذره، یکدیگر را خنثی نمی‌کنند.

گاز ایده آل:

در یک گاز کمیاب، فاصله بین مولکول ها چندین برابر بزرگتر از اندازه آنها است. در این حالت برهمکنش بین مولکول ها ناچیز است و انرژی جنبشی مولکول ها بسیار بیشتر از انرژی پتانسیل برهمکنش آنها است.

برای توضیح خواص یک ماده در حالت گازی، به جای گاز واقعی، از مدل فیزیکی آن - گاز ایده آل - استفاده می شود. مدل فرض می کند:

فاصله بین مولکول ها کمی بیشتر از قطر آنها است.

مولکول ها توپ های الاستیک هستند.

هیچ نیروی جاذبه ای بین مولکول ها وجود ندارد.

هنگامی که مولکول ها با یکدیگر و با دیواره های رگ برخورد می کنند، نیروهای دافعه عمل می کنند.

حرکت مولکول ها از قوانین مکانیک پیروی می کند.

معادله اصلی MKT یک گاز ایده آل:

معادله اصلی MCT به فرد اجازه می‌دهد فشار گاز را در صورتی که جرم مولکول، میانگین مجذور سرعت و غلظت مولکول‌ها مشخص باشد، محاسبه کند.

فشار گاز ایده آلدر این واقعیت نهفته است که مولکول ها، هنگام برخورد با دیواره های یک ظرف، بر اساس قوانین مکانیک به عنوان اجسام الاستیک با آنها تعامل دارند. هنگامی که یک مولکول با دیواره یک کشتی برخورد می کند، بردار سرعت v x بردار سرعت بر روی محور OX، عمود بر دیوار، علامت خود را به سمت مخالف تغییر می دهد، اما از نظر قدر ثابت می ماند. بنابراین، در نتیجه برخورد یک مولکول با دیوار، برآمدگی تکانه آن بر روی محور OX از mv 1x = -mv x به mv 2x = mv x تغییر می کند. تغییر در تکانه یک مولکول در برخورد با دیوار به دلیل نیروی F 1 است که از کنار دیوار بر روی آن وارد می شود. تغییر تکانه مولکول برابر است با تکانه این نیرو:

در هنگام برخورد، طبق قانون سوم نیوتن، مولکول با نیروی F 2، برابر با نیروی F 1 و جهت مخالف بر روی دیواره وارد می شود.

مولکول‌های زیادی وجود دارد و هر کدام در هنگام برخورد، تکانه یکسانی را به دیوار منتقل می‌کنند. در یک ثانیه تکانه را منتقل می کنند که z تعداد برخورد همه مولکول ها با دیواره است که متناسب با غلظت مولکول ها در گاز، سرعت مولکول ها و مساحت سطح دیواره است: . فقط نیمی از مولکول ها به سمت دیوار حرکت می کنند، بقیه در جهت مخالف حرکت می کنند: . سپس کل ضربه در 1 ثانیه به دیوار منتقل می شود: . طبق قانون دوم نیوتن، تغییر تکانه جسم در واحد زمان برابر با نیروی وارد بر آن است:

با توجه به اینکه سرعت همه مولکول ها یکسان نیست، نیروی وارد بر دیوار متناسب با مجذور میانگین سرعت خواهد بود. از آنجایی که مولکول ها در همه جهات حرکت می کنند، مقادیر میانگین مربع های سرعت پیش بینی شده برابر است. بنابراین، مجذور میانگین طرح سرعت: ; . سپس فشار گاز روی دیواره ظرف برابر است با:

- معادله اصلی MKT.

نشان دادن مقدار متوسط ​​انرژی جنبشی حرکت انتقالی مولکول های گاز ایده آل:

ما گرفتیم

دما و اندازه گیری آن:

معادله اصلی MKT برای یک گاز ایده آل، ارتباطی بین یک پارامتر ماکروسکوپی به راحتی اندازه گیری - فشار - و پارامترهای گاز میکروسکوپی مانند انرژی جنبشی متوسط ​​و غلظت مولکولی برقرار می کند. اما تنها با اندازه گیری فشار، نمی توانیم به میانگین انرژی جنبشی هر مولکول یا غلظت آنها پی ببریم. در نتیجه، برای یافتن پارامترهای میکروسکوپی یک گاز، اندازه‌گیری برخی کمیت‌های فیزیکی دیگر مرتبط با میانگین انرژی جنبشی مولکول‌ها مورد نیاز است. این مقدار است درجه حرارت.

هر جسم ماکروسکوپی یا گروهی از اجسام ماکروسکوپی، تحت شرایط خارجی ثابت، خود به خود به حالت تعادل حرارتی می رسد. تعادل گرمایی -این حالتی است که در آن تمام پارامترهای ماکروسکوپی تا زمانی که می خواهید بدون تغییر باقی می مانند.

دما وضعیت تعادل حرارتی یک سیستم اجسام را مشخص می کند: تمام اجسام این سیستم که در تعادل حرارتی با یکدیگر هستند دمای یکسانی دارند.

برای اندازه گیری دما، می توانید از تغییر در هر مقدار ماکروسکوپی بسته به دما استفاده کنید: حجم، فشار، مقاومت الکتریکی و غیره.

اغلب در عمل، از وابستگی حجم مایع (جیوه یا الکل) به دما استفاده می شود. هنگام کالیبره کردن دماسنج، دمای ذوب یخ معمولاً به عنوان نقطه مرجع (0) در نظر گرفته می شود. دومین نقطه ثابت (100) نقطه جوش آب در فشار معمولی اتمسفر (مقیاس سلسیوس) در نظر گرفته می شود. از آنجایی که مایعات مختلف هنگام گرم شدن به طور متفاوتی منبسط می شوند، مقیاس ایجاد شده تا حدی به خواص مایع مورد نظر بستگی دارد. البته 0 و 100 درجه سانتی گراد برای همه دماسنج ها منطبق خواهند بود، اما 50 درجه سانتی گراد منطبق نیستند.

بر خلاف مایعات، همه گازهای کمیاب در هنگام گرم شدن به یک اندازه منبسط می شوند و با تغییر دما فشار خود را به یک اندازه تغییر می دهند. بنابراین در فیزیک برای ایجاد یک مقیاس دمایی منطقی از تغییر فشار مقدار معینی گاز کمیاب در حجم ثابت یا تغییر حجم گاز در فشار ثابت استفاده می کنند. این مقیاس گاهی اوقات نامیده می شود مقیاس دمای گاز ایده آل.

در تعادل حرارتی، میانگین انرژی جنبشی حرکت انتقالی مولکول های همه گازها یکسان است. فشار با میانگین انرژی جنبشی حرکت انتقالی مولکول ها نسبت مستقیم دارد: . در تعادل حرارتی، اگر فشار یک گاز با جرم معین و حجم آن ثابت باشد، میانگین انرژی جنبشی مولکول‌های گاز باید مقدار کاملاً مشخصی داشته باشد، همانطور که دما نیز دارد.T. به.، سپس، یا . بیایید نشان دهیم. مقدار با افزایش دما افزایش می یابد و به چیزی غیر از دما بستگی ندارد. بنابراین می توان آن را معیار طبیعی دما در نظر گرفت.

مقیاس دمای مطلق:

ما مقدار اندازه‌گیری شده در واحد انرژی را مستقیماً با دما نسبت می‌دهیم که بر حسب درجه بیان می‌شود: ضریب تناسب کجاست. ضریب ، به نام L. Boltzmann فیزیکدان اتریشی نامگذاری شده است ثابت بولتزمنو خصوصیات ماکروسیستم ها توسط آلمانی ارائه شد فیزیکدان R. Clausius (1822-1888)، انگلیسی فیزیکدان-نظریه ... که طبیعت حرارتی پدیده هاتوضیح داده شده در فیزیکدو روش: رویکرد ترمودینامیکی و به صورت مولکولی- نظریه جنبشی ماده ...

طراحی شده برای انجام آزمایش هایی برای مطالعه پدیده های حرارتی، قوانین تئوری جنبشی مولکولی و اصول ترمودینامیکی با استفاده از سنسورهای دمای دیجیتال.

این کیت به شما امکان می دهد 13 آزمایش نمایشی انجام دهید، از جمله:
3. گرمای احتراق سوخت
5. همرفت در گاز
6. تبادل حرارت بین لایه های مایع
7. انتقال حرارت توسط تشعشع
9. کار نیروی اصطکاک
10. تغییر انرژی درونی در هنگام تغییر شکل بدن

ترکیب:

1. سنسورهای دما دیجیتال -20..+100 C – 2 عدد.
2. سنسور دمای دیجیتال 0...1000 C (دارای 3 محدوده اندازه گیری)
3. شیشه مقاوم در برابر حرارت
4. لوله های آزمایش با درپوش
5. و سایر تجهیزات برای انجام آزمایش های فیزیک
6. سینی نگهداری پلاستیکبا درب شفاف
7. دیسک با نرم افزار برای انجام آزمایش

سنسورهای دیجیتال موجود در کیت با نمایش سنج جهانی سازگار هستند.

برای کار شما نیاز دارید:

* توجه! ممکن است تصویر محصول با محصولی که دریافت کرده اید متفاوت باشد. سازنده این حق را برای خود محفوظ می دارد که بدون اطلاع قبلی، تنظیمات و مشخصات فنی وسایل کمک آموزشی را بدون آسیب رساندن به شاخص های عملکردی و کیفی وسایل کمک آموزشی تغییر دهد.
اطلاعات مربوط به محصول فقط برای مرجع است و طبق ماده 437 قانون مدنی فدراسیون روسیه یک پیشنهاد عمومی نیست.