Fizyka molekularna. Zjawiska termiczne

145.Fizyka molekularna- dział fizyki badający strukturę i właściwości materii w oparciu o molekularne koncepcje kinetyczne dotyczące jej struktury.

146.Podstawowe zasady teorii kinetyki molekularnej:

1) Wszystkie ciała składają się z atomów, cząsteczek i jonów, które z kolei mają złożoną strukturę.

2) Atomy, cząsteczki i jony znajdują się w ciągłym ruchu chaotycznym, zwanym termicznym. Szybkość tego ruchu zależy od temperatury.

3) Pomiędzy atomami i cząsteczkami istnieją siły wzajemnego przyciągania i odpychania.

147. Eksperymentalne potwierdzenie ważność dwóch pierwszych przepisów dyfuzja, ruchy Browna, rozpuszczalność itp. Potwierdzenie uczciwości trzecia pozycja jest zjawiskiem pojawiania się sił sprężystych podczas odkształcania ciał.

148. Dyfuzja- jest to zjawisko samoistnego wnikania cząsteczek jednej substancji w przestrzenie pomiędzy cząsteczkami innej substancji, powstające w wyniku ruchu termicznego.

149. Ruch Browna- jest to ruch najmniejszych ciał makroskopowych (ziarna kurzu, pyłki, cząstki tuszy itp.) pod wpływem uderzeń cząsteczek cieczy lub gazu.

150.Średnica cząsteczki są rzędu 10 -10 m, a masa wynosi 10 -26 kg.

151. Ilość substancji- wartość równa liczbie elementów strukturalnych (atomów, cząsteczek, jonów) tworzących układ.

gdzie N to liczba cząstek, N A to stała Avogadra, m to masa substancji, to masa molowa substancji. Jednostką ilości substancji jest 1 mol.

152. 1 mol jest częścią cząsteczek równą liczbie Avogadra. Bardziej precyzyjna definicja 1 mola: Jest to część cząsteczek lub innych jednostek strukturalnych substancji, która zawiera taką samą liczbę cząsteczek lub innych jednostek strukturalnych, jaka jest zawarta w 0,012 kg węgla.

153. Masa cząsteczkowa jest masą jednego mola danej substancji. Jednostką masy molowej jest kg/mol.

154. Względna masa cząsteczkowa – wartość ta jest liczbowo równa stosunkowi masy cząsteczki danej substancji do 1/12 masy izotopu atomu węgla 6 C 12. Mierzone w jednostkach węgla (cu) lub jednostkach atomowych (a.m.u.)

155. Liczba N cząsteczek w ciele o masie m można obliczyć korzystając ze wzoru:

gdzie jest ilością substancji, N A jest liczbą Avogadro, jest masą molową substancji, z której składa się ciało.

156.Ideał zwany gazem, energia potencjalna interakcji między jego cząsteczkami wynosi zero.

157.Podstawowe równanie MKT:

gdzie n to liczba cząsteczek na jednostkę objętości (stężenie), m to masa cząsteczki i średni kwadrat prędkości.

158. Inna postać podstawowego równania MKT

gdzie p to ciśnienie, to średnia energia kinetyczna cząsteczek.

159.Średnia prędkość kwadratowa cząsteczek

gdzie jest masą molową substancji, m 0 jest masą cząsteczki, T jest temperaturą bezwzględną.

160.Średnia energia kinetyczna ruchu translacyjnego cząsteczki gazu doskonałego

161.Zależność ciśnienia gazu od stężenia cząsteczek i temperatury:

162. Temperatura - wielkość charakteryzująca stan równowagi termodynamicznej (termicznej) układu makroskopowego.

163. Absolutna temperatura zera- jest to graniczna temperatura, w której ciśnienie gazu doskonałego spada do zera przy stałej objętości lub objętość gazu doskonałego dąży do zera przy stałym ciśnieniu.

Można to sformułować inaczej: Absolutna temperatura zera - jest to temperatura graniczna, w której zatrzymuje się ruch translacyjny cząsteczek.

164. Skala absolutna (termodynamiczna). - Jest to skala temperatur, w której za punkt odniesienia przyjmuje się zero absolutne. Jednostką temperatury w tej skali jest kelwin (K), który ma tę samą wartość co stopień Celsjusza. W skali Celsjusza zero absolutne wynosi -273,15°C. Zależność pomiędzy bezwzględną skalą temperatury a skalą Celsjusza wyraża się wzorem

165. Równanie stanu gazu doskonałego (Równanie Mendelejewa-Clapeyrona):

gdzie p to ciśnienie, V to objętość, R = 8,31 J/(molK) to uniwersalna stała gazu, T to temperatura bezwzględna, to masa molowa gazu. Lub

gdzie jest gęstość gazu.

166. Równanie Clapeyrona lub ujednolicone prawo gazowe:

167. Izotermiczny jest procesem zachodzącym w stałej temperaturze. Jeśli masa gazu się nie zmienia, proces przebiega dalej Prawo Boyle’a-Mariotte’a. Oświadczenie prawne: Dla danej masy gazu iloczyn ciśnienia i objętości w stałej temperaturze jest wartością stałą.

168. Izobaryczny jest procesem zachodzącym pod stałym ciśnieniem. Jeśli masa gazu się nie zmienia, proces przebiega zgodnie z prawem wesoły Lussac: Dla danej masy gazu pod stałym ciśnieniem stosunek objętości do temperatury bezwzględnej jest wartością stałą.

169. Izochoryczny Nazywa się proces zachodzący przy stałej objętości. Jeżeli masa gazu jest stała, proces przebiega prawidłowo Prawo Charlesa: Dla danej masy gazu przy stałej objętości stosunek ciśnienia do temperatury bezwzględnej jest wartością stałą.

170.Ciśnienie mieszaniny gazów jest równe sumie ciśnień cząstkowych wytwarzanych przez każdy gaz.

Prawo to znane jest jako „Prawo Daltona”.

171. Termodynamika to dziedzina fizyki badająca zjawiska cieplne z punktu widzenia zachodzących w nich przemian energetycznych.

172.Energia wewnętrzna jest sumą energii kinetycznej chaotycznego ruchu cząsteczek, energii potencjalnej ich interakcji i energii wewnątrzcząsteczkowej cząsteczek tworzących ciało.

173.Energia wewnętrzna ciała można zmieniać na dwa sposoby: przenikanie ciepła i praca. Oznaką zmiany energii wewnętrznej ciała jest zmiana jego temperatury i (lub) stanu skupienia.

174. Energia wewnętrzna jednoatomowego gazu doskonałego określone wzorem:

175. Zmiana energii wewnętrznej gaz jednoatomowy można obliczyć ze wzoru:

gdzie m jest masą gazu, jest masą molową gazu.

176. Istnieją trzy rodzaje wymiany ciepła: promieniowanie, konwekcja, wymiana ciepła. Promieniowanie- Jest to wymiana ciepła za pomocą fal elektromagnetycznych w zakresie termicznym. Konwekcja- jest to wymiana ciepła polegająca na mieszaniu cieczy lub gazów o różnych temperaturach, Przenikanie ciepła jest formą przekazywania energii, w której następuje bezpośrednia wymiana energii pomiędzy chaotycznie poruszającymi się cząsteczkami ciał podczas ich kontaktu termicznego.

177.Ilość ciepła- jest to energia, którą ciało otrzymuje lub oddaje podczas wymiany ciepła.

178.Pojemność cieplna ciała- jest to wartość równa ilości ciepła, jaką należy przekazać ciału, aby zmienić jego temperaturę o 1 kelwin.

Pojemność cieplną ciała mierzy się w J/K. Ilość ciepła, jaką należy przekazać ciału o pojemności cieplnej C, oblicza się ze wzoru

179.Ciepło właściwe- jest to ilość liczbowo równa ilości ciepła, jaką należy dostarczyć substancji o masie 1 kg, aby zmienić jej temperaturę o 1 kelwin.

Ciepło właściwe mierzy się w J/(kgK). Pojemność cieplna ciała jest powiązana z pojemnością cieplną właściwą substancja, z której jest wykonany, formuła

180. Prawo zachowania energii w procesach cieplnych (pierwsza zasada termodynamiki): ilość ciepła przekazanego ciału zwiększa jego energię wewnętrzną i wykonuje pracę wbrew siłom zewnętrznym.

181. Zastosowanie pierwszej zasady termodynamiki do izoprocesów.

1)Izotermiczny (T=const)

ponieważ U=0, tj. ilość ciepła przekazana do układu jest wykorzystywana do wykonania pracy przeciwko siłom zewnętrznym;

2)Izobaryczny (p=const)

te. ilość ciepła przekazana do układu wykorzystywana jest do wykonania pracy przeciwko siłom zewnętrznym i zmiany jego energii wewnętrznej;

3) Izochoryczny (V=const)

te. ilość ciepła przekazanego do układu zmienia jego energię wewnętrzną.

4) Adiabatyczny jest procesem zachodzącym bez wymiany ciepła z otoczeniem (Q = 0). Prawo zachowania energii ma dla niego postać:

te. praca przeciw siłom zewnętrznym odbywa się w wyniku utraty energii wewnętrznej.

182.Prace związane z rozprężaniem gazu przy stałym ciśnieniu oblicza się ze wzoru:

gdzie V 2 i V 1 to końcowa i początkowa objętość gazu, p to ciśnienie. Ponieważ

gdzie T 2 to temperatura gazu w stanie końcowym, T 1 to temperatura gazu w stanie początkowym, to masa molowa, R to uniwersalna stała gazu.

183. Silnik cieplny (silnik cieplny)- jest to urządzenie, które wykonuje pracę poprzez zmniejszenie energii wewnętrznej płynu roboczego.

184. Dowolny silnik cieplny składa się z trzech części: grzejnika, lodówki i płynu roboczego.

185. Wydajność termiczna silnik cieplny jest równy:

gdzie Q 1 to ilość ciepła otrzymanego z grzejnika, Q 2 to ilość ciepła oddanego do lodówki, A to praca mechaniczna.

186.Formuła Carnota dla idealnego silnika cieplnego:

gdzie T 1 to temperatura grzejnika, T 2 to temperatura lodówki, to wydajność.

187.Topienie- Jest to proces przejścia substancji ze stanu stałego do stanu ciekłego w temperaturze topnienia.

188. Nazywa się proces przekształcania cieczy w stały stan krystaliczny krystalizacja.

189.Ciepło właściwe topnienia to ilość ciepła potrzebna do przekształcenia 1 kg krystalicznego ciała stałego ze stanu stałego w ciecz w jego temperaturze topnienia.

Ciepło właściwe topnienia mierzy się w J/kg.

190.Odparowanie to proces przejścia substancji ze stanu stałego lub ciekłego do stanu gazowego.

191. Odparowanie to proces parowania zachodzący z otwartej powierzchni cieczy lub ciała stałego.

192. Sublimacja (sublimacja)- Jest to przejście ciała stałego w substancję gazową z pominięciem stanu ciekłego.

193.Wrzenie to proces parowania, który zachodzi nie tylko z otwartej powierzchni cieczy, ale w całej jej objętości wewnątrz rozpuszczonych w cieczy pęcherzyków gazu. Każda ciecz ma swoją własną temperaturę wrzenia. Ciecz wrze w temperaturze, w której ciśnienie pary nasyconej jest równe ciśnieniu atmosferycznemu.

194. Nazywa się parę znajdującą się w równowadze dynamicznej ze swoją cieczą bogaty.

195.Punkt rosy- temperatura, w której para ulega nasyceniu.

196. Proces przejścia substancji ze stanu gazowego do stanu ciekłego nazywa się kondensacją.

197. Nazywa się ilość ciepła niezbędną do przekształcenia jednostkowej masy cieczy w parę ciepło właściwe parowania i skraplania

Ciepło właściwe parowania mierzy się w J/kg.

198. Absolutna wilgotność jest ciśnieniem cząstkowym (gęstością) pary wodnej w atmosferze.

199. Wilgotność względna- jest to wartość równa stosunkowi wilgotności bezwzględnej do ciśnienia (gęstości) pary nasyconej w danej temperaturze.

Cele:

1. sformułować główne przepisy ICT; dać wyobrażenie o wielkości cząsteczek; usystematyzować i pogłębić wiedzę studentów na temat wielkości charakteryzujących cząsteczki; ujawnić naukowe i ideologiczne znaczenie ruchu Browna; ustalić charakter zależności sił przyciągania i odpychania od odległości między cząsteczkami, rozważyć cechy strukturalne i właściwości ciał gazowych, stałych i ciekłych z punktu widzenia MCT; demonstracja modeli fizycznych, pozwalająca zidentyfikować główne wzorce i opanować podstawowe pojęcia MCT, za pomocą których zapoznaje się z nowym materiałem w oparciu o wcześniej zdobytą wiedzę;
2. rozwinąć umiejętność podkreślania najważniejszych rzeczy, uogólniania i systematyzowania, definiowania i wyjaśniania pojęć:
3. kultywuj pracowitość, dokładność i jasność podczas udzielania odpowiedzi;

Wyposażenie i widoczność:

• komputer
• tablica interaktywna SmartBoard
• prezentacja lekcji w programie MS PowerPoint

Podczas zajęć

I.Organizowanie czasu

• powitanie uczniów
• zaznacz tych, którzy są nieobecni;
• ustalanie celów i zadań lekcji

II. Nauka nowego materiału

Wprowadzenie do MCT – prowadzone w formie rozmowy (slajd 2-5, przycisk « Dlaczego zjawiska termiczne bada się w fizyce molekularnej? » ), pokazane są modele fizyczne ruchu termicznego gazów, cieczy i ciał stałych (slajd 4).

Podstawowe przepisy teleinformatyczne (slajd 6, przycisk „Podstawowe zasady teorii kinetyki molekularnej. Wymiary cząsteczek”)

Szacowanie wielkości molekularnej w oparciu o model fizyczny (slajd 7, przejście ze slajdu 6) i liczba cząsteczek (slajd 7) – w formie rozmowy i ankiety.

Masa cząsteczek ilość substancji (slajd 8-10, przycisk „Masa cząsteczek. Ilość substancji”) nauczyciel wyjaśnia nowy temat, uczniowie zapisują i wyprowadzają wzory korzystając z tablicy interaktywnej.

Ruch Browna (slajd 11, przycisk „Ruchy Browna”), po rozważeniu fragmentu wideo „Ruchy Browna” i modelu „ruchów Browna”, uczniowie starają się zrozumieć i wyjaśnić przyczynę ruchów Browna.

Siły oddziaływania molekularnego (slajd 12-13, przycisk „Siły oddziaływania cząsteczek”) ustalono naturę zależności sił przyciągania i odpychania od odległości między cząsteczkami.

Budowa ciał gazowych, ciekłych i stałych (slajd 14, przycisk „Budowa ciał gazowych, ciekłych i stałych”) rozważa cechy strukturalne i właściwości ciał gazowych, stałych i ciekłych w oparciu o modele fizyczne i wyjaśnia je z punktu widzenia MCT.

III. Konsolidacja

Zadania zostały zrealizowane w programie Notatnik dla tablic interaktywnych SmartBoard.

I. Trener – poprawne odpowiedzi wstawiane są w miejsce brakujących słów poprzez przeciąganie i upuszczanie.

Prawidłowe odpowiedzi są podkreślone.

1. Uzupełnij brakujące słowa

Wszystkie substancje składają się z……………...,……………… I………………… .

Opcje odpowiedzi

atomy protony jąder elektrony jony Cząsteczki

2. Uzupełnij brakujące słowa

Wszystkie cząsteczki są obecne ……………, ……………….ruch.

Opcje odpowiedzi

uporządkowany ciągły jednolite zwolnione tempo chaotyczny

3. Uzupełnij brakujące słowa

Działaj pomiędzy cząsteczkami wytrzymałość………………. I …………… .

Opcje odpowiedzi

odpychanie powaga atrakcja elastyczność

4. Umieść odpowiednie jednostki miary (układ SI)

5. Konieczne jest określenie liczby cząsteczek w sztabce złota o masie 1 decymetra. Wybierz wystarczający zbiór wielkości fizycznych niezbędnych do rozwiązania tego problemu.

6. Liczbę cząsteczek danej substancji określa się jako:

7. Ilość substancji określa się jako:

8. Narysuj przybliżony układ cząsteczek gazu, cieczy i ciała stałego. (poprawność sprawdzana jest za pomocą modelu zagnieżdżonego)

9. Narysuj przybliżone trajektorie ruchu cząsteczek gazu, cieczy i ciała stałego.

IV. Podsumowanie lekcji

• Cieniowanie.
• Wskaż typowe błędy
• Oznacz najlepsze.

V. Praca domowa

§ 58 – 62
Ćwiczenie 11 nr 1-8 parzyste – opcja 1, nieparzyste – opcja 2 s. 172
Przygotuj raporty na temat naukowców wspomnianych podczas studiowania tego tematu.

Aplikacje i prezentacja.(Aby animowane modele działały poprawnie, wymagana jest instalacja programów Stratum2000 i Flash-player, znajdujących się w folderze programu.)

Fizyka molekularna. Zjawiska termiczne

Teoria kinetyki molekularnej

Zjawiska termiczne w fizyce molekularnej.

Siły oddziaływania cząsteczek, ich masa i wielkość.

Przyczyna ruchu Browna cząstki.

Idealne ciśnienie gazu.

Temperatura

Pojęcie równowagi termicznej.

Proces izotermiczny

Proces izochoryczny

Proces izobaryczny

Energia wewnętrzna

Energia wewnętrzna gazu doskonałego.

Idealna skala temperatury gazu.

Ilość ciepła

Pierwsza zasada termodynamiki

Druga zasada termodynamiki

Ciepło właściwe substancji

Silniki cieplne i ochrona przyrody.

Eksperymentalne uzasadnienie głównych przepisów ICT:

Teoria kinetyki molekularnej- doktryna o budowie i właściwościach materii, wykorzystująca ideę istnienia atomów i cząsteczek jako najmniejszych cząstek substancji chemicznej. MCT opiera się na trzech ściśle sprawdzonych eksperymentalnie stwierdzeniach:

Materia składa się z cząstek - atomów i cząsteczek, pomiędzy którymi znajdują się przestrzenie;

Cząstki te poruszają się chaotycznie, na prędkość którego wpływa temperatura;

Cząsteczki oddziałują ze sobą.

Fakt, że substancja naprawdę składa się z cząsteczek, można udowodnić, określając ich rozmiary. Kropla oleju rozpływa się po powierzchni wody, tworząc warstwę, której grubość jest równa średnicy cząsteczki. Kropla o objętości 1 mm 3 nie może rozprzestrzenić się na odległość większą niż 0,6 m 2:

Istnieją również inne sposoby udowodnienia istnienia cząsteczek, ale nie ma potrzeby ich wymieniać: nowoczesne instrumenty (mikroskop elektronowy, projektor jonowy) pozwalają zobaczyć pojedyncze atomy i cząsteczki.

Siły oddziaływania molekularnego. a) oddziaływanie ma charakter elektromagnetyczny; b) siły bliskiego zasięgu są wykrywane w odległościach porównywalnych z wielkością cząsteczek; c) istnieje taka odległość, gdy siły przyciągania i odpychania są sobie równe (R 0), jeśli R>R 0, to przeważają siły przyciągania, jeśli R

Działanie molekularnych sił przyciągania ujawniono w eksperymencie z ołowianymi cylindrami sklejającymi się po oczyszczeniu ich powierzchni.

Cząsteczki i atomy w solidny wykonują losowe oscylacje względem położeń, w których siły przyciągania i odpychania sąsiadujących atomów równoważą się. W płyny cząsteczki nie tylko oscylują wokół położenia równowagi, ale także dokonują skoków z jednego położenia równowagi do drugiego; te skoki cząsteczek są przyczyną płynności cieczy, jej zdolności do przyjmowania kształtu naczynia. W gazy zwykle odległości między atomami i cząsteczkami są średnio znacznie większe niż rozmiary cząsteczek; siły odpychające nie działają na duże odległości, więc gazy łatwo ulegają kompresji; Pomiędzy cząsteczkami gazu praktycznie nie ma sił przyciągających, dlatego gazy mają właściwość rozszerzania się w nieskończoność.

Masa i wielkość cząsteczek. Stała Avogadra:

Dlatego każda substancja składa się z cząstek ilość substancji uważa się za proporcjonalne do liczby cząstek. Jednostką ilości substancji jest kret. Kret równa ilości substancji w układzie zawierającym tyle cząstek, ile atomów znajduje się w 0,012 kg węgla.

Nazywa się stosunkiem liczby cząsteczek do ilości substancji Stała Avogadra:

Stała Avogadra wynosi . Pokazuje, ile atomów lub cząsteczek zawiera jeden mol substancji.

Ilość substancji można obliczyć jako stosunek liczby atomów lub cząsteczek substancji do stałej Avogadra:

Masa cząsteczkowa jest wielkością równą stosunkowi masy substancji do ilości substancji:

Masę molową można wyrazić w kategoriach masy cząsteczki:

Do ustalenia masy molekularne musisz podzielić masę substancji przez liczbę jej cząsteczek:

Ruchy Browna:

Ruch Browna- ruch termiczny cząstek zawieszonych w gazie lub cieczy. Angielski botanik Robert Brown (1773 - 1858) w 1827 roku odkrył w cieczy przypadkowy ruch cząstek stałych widoczny pod mikroskopem. Zjawisko to nazwano ruchami Browna. Ten ruch nie zatrzymuje się; wraz ze wzrostem temperatury wzrasta jego intensywność. Ruchy Browna wynikają z wahań ciśnienia (zauważalne odchylenie od wartości średniej).

Powodem ruchu Browna cząstki jest to, że uderzenia cząsteczek cieczy w cząstkę nie znoszą się wzajemnie.

Gaz doskonały:

W rozrzedzonym gazie odległość między cząsteczkami jest wielokrotnie większa niż ich wielkość. W tym przypadku oddziaływanie między cząsteczkami jest znikome, a energia kinetyczna cząsteczek jest znacznie większa niż energia potencjalna ich oddziaływania.

Aby wyjaśnić właściwości substancji w stanie gazowym, zamiast gazu rzeczywistego wykorzystuje się jej model fizyczny – gaz doskonały. Model zakłada:

odległość między cząsteczkami jest nieco większa niż ich średnica;

cząsteczki to elastyczne kulki;

między cząsteczkami nie ma sił przyciągających;

kiedy cząsteczki zderzają się ze sobą i ze ścianami naczynia, działają siły odpychające;

Ruch cząsteczek podlega prawom mechaniki.

Podstawowe równanie MKT gazu doskonałego:

Podstawowe równanie MCT pozwala obliczyć ciśnienie gazu, jeśli znana jest masa cząsteczki, średnia wartość kwadratu prędkości i stężenie cząsteczek.

Idealne ciśnienie gazu polega na tym, że cząsteczki zderzając się ze ściankami naczynia, oddziałują z nimi zgodnie z prawami mechaniki jak ciała sprężyste. Kiedy cząsteczka zderza się ze ścianą naczynia, rzut wektora prędkości v x prędkości na oś OX, prostopadłą do ściany, zmienia swój znak na przeciwny, ale wielkość pozostaje stała. Zatem w wyniku zderzeń cząsteczki ze ścianą rzut jej pędu na oś OX zmienia się z mv 1x = -mv x na mv 2x =mv x. Zmiana pędu cząsteczki po zderzeniu ze ścianą spowodowana jest działaniem siły F 1 od strony ściany. Zmiana pędu cząsteczki jest równa pędowi tej siły:

Podczas zderzenia, zgodnie z trzecim prawem Newtona, cząsteczka działa na ścianę z siłą F 2, równą sile F 1 i skierowaną przeciwnie.

Cząsteczek jest wiele i każda po zderzeniu przenosi ten sam impuls na ścianę. W ciągu sekundy przekazują pęd, gdzie z jest liczbą zderzeń wszystkich cząsteczek ze ścianą, która jest proporcjonalna do stężenia cząsteczek w gazie, prędkości cząsteczek i pola powierzchni ściany: . Tylko połowa cząsteczek porusza się w kierunku ściany, reszta porusza się w przeciwnym kierunku: . Następnie całkowity impuls przeniesiony na ścianę w ciągu 1 sekundy: . Zgodnie z drugim prawem Newtona zmiana pędu ciała w jednostce czasu jest równa działającej na nie sile:

Biorąc pod uwagę, że nie wszystkie cząsteczki mają tę samą prędkość, siła działająca na ścianę będzie proporcjonalna do średniego kwadratu prędkości. Ponieważ cząsteczki poruszają się we wszystkich kierunkach, średnie wartości kwadratów przewidywanych prędkości są równe. Zatem średni kwadrat rzutu prędkości: ; . Następnie ciśnienie gazu na ściance naczynia jest równe:

- podstawowe równanie MKT.

Oznaczając średnią wartość energii kinetycznej ruchu translacyjnego cząsteczek gazu doskonałego:

Dostajemy

Temperatura i jej pomiar:

Podstawowe równanie MKT dla gazu doskonałego ustanawia związek pomiędzy łatwym do zmierzenia parametrem makroskopowym – ciśnieniem – a takimi mikroskopijnymi parametrami gazu, jak średnia energia kinetyczna i stężenie molekularne. Ale mierząc jedynie ciśnienie, nie możemy poznać ani średniej energii kinetycznej poszczególnych cząsteczek, ani ich stężenia. W związku z tym, aby znaleźć mikroskopijne parametry gazu, potrzebne są pomiary innej wielkości fizycznej związanej ze średnią energią kinetyczną cząsteczek. Ta ilość jest temperatura.

Każde ciało makroskopowe lub grupa ciał makroskopowych, pod wpływem stałych warunków zewnętrznych, samoistnie przechodzi w stan równowagi termicznej. Równowaga termiczna - Jest to stan, w którym wszystkie parametry makroskopowe pozostają niezmienione tak długo, jak jest to pożądane.

Temperatura charakteryzuje stan równowagi termicznej układu ciał: wszystkie ciała układu, które są ze sobą w równowadze termicznej, mają tę samą temperaturę.

Do pomiaru temperatury można zastosować zmianę dowolnej wielkości makroskopowej w zależności od temperatury: objętości, ciśnienia, oporu elektrycznego itp.

Najczęściej w praktyce wykorzystuje się zależność objętości cieczy (rtęci lub alkoholu) od temperatury. Podczas kalibracji termometru za punkt odniesienia przyjmuje się zwykle temperaturę topniejącego lodu (0); drugi stały punkt (100) jest uważany za temperaturę wrzenia wody przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym (skala Celsjusza). Ponieważ różne ciecze pod wpływem ogrzewania różnią się swoją rozszerzalnością, ustalona w ten sposób skala będzie w pewnym stopniu zależeć od właściwości danej cieczy. Oczywiście 0 i 100°C będą się pokrywać dla wszystkich termometrów, ale 50°C nie będzie się pokrywać.

W przeciwieństwie do cieczy, wszystkie rozrzedzone gazy rozszerzają się jednakowo po podgrzaniu i jednakowo zmieniają swoje ciśnienie, gdy zmienia się temperatura. Dlatego w fizyce do ustalenia racjonalnej skali temperatury wykorzystuje się zmianę ciśnienia pewnej ilości rozrzedzonego gazu przy stałej objętości lub zmianę objętości gazu przy stałym ciśnieniu. Ta skala jest czasami nazywana Skala temperatury gazu idealnego.

W równowadze termicznej średnia energia kinetyczna ruchu translacyjnego cząsteczek wszystkich gazów jest taka sama. Ciśnienie jest wprost proporcjonalne do średniej energii kinetycznej ruchu translacyjnego cząsteczek: . W równowadze termicznej, jeśli ciśnienie gazu o danej masie i jego objętość są stałe, średnia energia kinetyczna cząsteczek gazu musi mieć ściśle określoną wartość, podobnie jak temperatura.T. do. , następnie , lub . Oznaczmy . Wartość wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i nie zależy od niczego innego niż temperatura. Dlatego można go uznać za naturalną miarę temperatury.

Bezwzględna skala temperatury:

Wartość mierzoną w jednostkach energii uznamy za wprost proporcjonalną do temperatury wyrażonej w stopniach: , gdzie jest współczynnikiem proporcjonalności. Współczynnik , nazwany na cześć austriackiego fizyka L. Boltzmanna Stała Boltzmanna. i właściwości makrosystemów wnieśli Niemcy fizyk R. Clausius (1822-1888), angielski fizyk-teoretyk...ta natura termiczny zjawiska wyjaśnione w fizyka dwa sposoby: podejście termodynamiczne i molekularnie-kinetyczna teoria materii...

Zaprojektowany do prowadzenia eksperymentów w celu badania zjawisk termicznych, praw molekularnej teorii kinetyki i zasad termodynamiki z wykorzystaniem cyfrowych czujników temperatury.

Zestaw umożliwia przeprowadzenie 13 eksperymentów demonstracyjnych, w tym:
3. Ciepło spalania paliwa
5. Konwekcja w gazie
6. Wymiana ciepła pomiędzy warstwami cieczy
7. Przenikanie ciepła przez promieniowanie
9. Praca siły tarcia
10. Zmiana energii wewnętrznej podczas deformacji ciała

Mieszanina:

1. Cyfrowe czujniki temperatury -20..+100 C – 2 szt.
2. Cyfrowy czujnik temperatury 0...1000 C (posiada 3 zakresy pomiarowe)
3. Szkło żaroodporne
4. Probówki z korkami
5. i inny sprzęt do przeprowadzania eksperymentów fizycznych
6. Plastikowa taca do przechowywania z przezroczystą pokrywką
7. Dysk z oprogramowaniem do przeprowadzania eksperymentów

Znajdujące się w zestawie czujniki cyfrowe są kompatybilne z uniwersalnym miernikiem demonstracyjnym.

Do pracy potrzebujesz:

* Uwaga! Zdjęcie produktu może różnić się od produktu, który otrzymałeś. Producent zastrzega sobie prawo do zmiany konfiguracji i parametrów technicznych pomocy edukacyjnych bez wcześniejszego powiadomienia, bez pogorszenia wskaźników funkcjonalnych i jakościowych pomocy wizualnych.
Informacje o produkcie mają wyłącznie charakter poglądowy i nie stanowią oferty publicznej w rozumieniu art. 437 Kodeksu cywilnego Federacji Rosyjskiej.