Moleküler fizik. Termal olaylar

145.Moleküler fizik- Maddenin yapısını ve özelliklerini, yapısının moleküler kinetik kavramlarına dayanarak inceleyen bir fizik dalı.

146.Moleküler kinetik teorinin temel prensipleri:

1) Tüm cisimler atomlardan, moleküllerden ve iyonlardan oluşur ve bunlar da karmaşık bir yapıya sahiptir.

2) Atomlar, moleküller ve iyonlar termal olarak adlandırılan sürekli kaotik hareket halindedir. Bu hareketin hızı sıcaklığa bağlıdır.

3) Atomlar ve moleküller arasında karşılıklı çekim ve itme kuvvetleri vardır.

147. Deneysel doğrulamaİlk iki hükmün geçerliliği difüzyon, Brown hareketi, çözünürlük vb. Adaletin doğrulanması üçüncü konum cisimlerin deformasyonu sırasında elastik kuvvetlerin ortaya çıkması olgusudur.

148. Difüzyon- bu, bir maddenin moleküllerinin, termal hareketin bir sonucu olarak ortaya çıkan, başka bir maddenin molekülleri arasındaki boşluklara kendiliğinden nüfuz etmesi olgusudur.

149. Brown hareketi- Bu, sıvı veya gaz moleküllerinden gelen darbelerin etkisi altında en küçük makroskobik cisimlerin (toz taneleri, polen, karkas parçacıkları vb.) hareketidir.

150.Çap moleküller 10-10 m mertebesindedir ve kütle 10-26 kg'dır.

151. Madde miktarı- sistemi oluşturan yapısal elemanların (atomlar, moleküller, iyonlar) sayısına eşit bir değer.

burada N parçacık sayısı, NA Avogadro sabiti, m maddenin kütlesi, maddenin molar kütlesidir. Bir maddenin miktar birimi 1 moldür.

152. 1 mol Avogadro sayısına eşit moleküllerin bir kısmıdır. 1 molün daha kesin tanımı: Bu, 0,012 kg karbonda bulunanla aynı sayıda molekül veya diğer yapısal birimleri içeren bir maddenin moleküllerinin veya diğer yapısal birimlerinin bir kısmıdır.

153. Molar kütle belirli bir maddenin bir molünün kütlesidir. Molar kütle birimi kg/mol.

154. Bağıl molekül ağırlığı – bu değer sayısal olarak belirli bir maddenin bir molekülünün kütlesinin, karbon atomu 6 C 12 izotopunun kütlesinin 1/12'sine oranına eşittir. Karbon birimleri (c.u.) veya atomik birimler (a.m.u.) cinsinden ölçülür

155. Kütlesi m olan bir cisimdeki N molekül sayısı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

madde miktarı nerede, NA Avogadro sayısı, vücudu oluşturan maddenin molar kütlesidir.

156.İdeal Gaz olarak adlandırılan, molekülleri arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisi sıfırdır.

157.Temel MKT denklemi:

burada n birim hacim (konsantrasyon) başına molekül sayısıdır, m molekülün kütlesidir ve hızın ortalama karesidir.

158. Temel MKT denkleminin başka bir şekli

p basınçtır, moleküllerin ortalama kinetik enerjisidir.

159.Moleküllerin ortalama kare hızı

maddenin molar kütlesi nerede, m 0 molekülün kütlesi, T mutlak sıcaklıktır.

160.İdeal bir gaz molekülünün öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisi

161.Gaz basıncının molekül konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağımlılığı:

162. Sıcaklık - makroskobik bir sistemin termodinamik (termal) denge durumunu karakterize eden bir miktar.

163. Mutlak sıfır sıcaklık- Bu, ideal bir gazın basıncının sabit bir hacimde sıfıra gittiği veya ideal bir gazın hacminin sabit bir basınçta sıfıra düşme eğiliminde olduğu sınırlayıcı sıcaklıktır.

Farklı şekilde formüle edilebilir: Mutlak sıfır sıcaklık - bu, moleküllerin öteleme hareketinin durduğu sınırlayıcı sıcaklıktır.

164. Mutlak (termodinamik) ölçek - Bu, mutlak sıfırın referans noktası olarak alındığı bir sıcaklık ölçeğidir. Bu ölçekte sıcaklığın birimi Celsius derecesi ile aynı değer olan kelvindir (K). Santigrat ölçeğinde mutlak sıfır -273,15C'dir. Mutlak sıcaklık ölçeği ile Santigrat ölçeği arasındaki ilişki aşağıdaki formülle ifade edilir:

165. İdeal gaz hal denklemi (Mendeleev-Clapeyron denklemi):

burada p basınçtır, V hacimdir, R = 8,31 J/(molK) evrensel gaz sabitidir, T mutlak sıcaklıktır, gazın molar kütlesidir. Veya

gaz yoğunluğu nerede?

166. Clapeyron denklemi veya birleşik gaz yasası:

167. İzotermal sabit sıcaklıkta gerçekleşen bir süreçtir. Gazın kütlesi değişmiyorsa süreç şu şekilde gerçekleşir: Boyle-Mariotte yasası. Kanun beyanı: Belirli bir gaz kütlesi için, sabit sıcaklıkta basınç ve hacmin çarpımı sabit bir değerdir.

168. İzobarik sabit basınçta gerçekleşen bir süreçtir. Gazın kütlesi değişmiyorsa süreç kanuna uyuyor demektir. Eşcinsel Lussac: Sabit basınçta belirli bir gaz kütlesi için hacmin mutlak sıcaklığa oranı sabit bir değerdir.

169. izokorik sabit hacimde gerçekleşen bir süreçtir. Eğer gaz kütlesi sabitse süreç şu şekildedir: Charles'ın yasası: Sabit hacimde belirli bir gaz kütlesi için basıncın mutlak sıcaklığa oranı sabit bir değerdir.

170.Bir gaz karışımının basıncı, her bir gazın oluşturduğu kısmi basınçların toplamına eşittir.

Bu yasa şu şekilde bilinir: "Dalton yasası".

171. Termodinamik termal olayları, içlerinde meydana gelen enerji dönüşümleri açısından inceleyen bir fizik dalıdır.

172.İçsel enerji moleküllerin kaotik hareketinin kinetik enerjisinin, etkileşimlerinin potansiyel enerjisinin ve vücudu oluşturan moleküllerin molekül içi enerjisinin toplamıdır.

173.İçsel enerji gövdeler iki şekilde değiştirilebilir: ısı transferi ve iş. Bir vücudun iç enerjisindeki bir değişikliğin işareti, sıcaklığındaki ve (veya) toplanma durumundaki bir değişikliktir.

174. Tek atomlu ideal bir gazın iç enerjisi formülle belirlenir:

175. İç enerjideki değişim tek atomlu gaz aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

burada m gazın kütlesidir, gazın molar kütlesidir.

176. Üç tür ısı transferi vardır: radyasyon, konveksiyon, ısı transferi. Radyasyon- Bu, termal aralıktaki elektromanyetik dalgaları kullanan ısı değişimidir. Konveksiyon- Farklı sıcaklıklara sahip sıvı veya gazların karıştırılmasıyla gerçekleştirilen ısı değişimidir, Isı transferi termal temasları sırasında düzensiz hareket eden vücut molekülleri arasında doğrudan bir enerji alışverişinin olduğu bir enerji aktarım şeklidir.

177.Isı miktarı- bu, ısı değişimi sırasında vücudun aldığı veya verdiği enerjidir.

178.Vücudun ısı kapasitesi- Bu, sıcaklığını 1 kelvin değiştirmek için vücuda aktarılması gereken ısı miktarına eşit bir değerdir.

Bir cismin ısı kapasitesi J/K cinsinden ölçülür. Isı kapasitesi C olan bir cisme verilmesi gereken ısı miktarı formülle hesaplanır.

179.Özısı- Bu, 1 kg ağırlığındaki bir maddenin sıcaklığını 1 kelvin değiştirmek için verilmesi gereken ısı miktarına sayısal olarak eşit bir miktardır.

Özgül ısı kapasitesi J/(kgK) cinsinden ölçülür. Bir cismin ısı kapasitesi özgül ısı kapasitesiyle ilişkilidir. yapıldığı madde, formül

180. Isıl işlemlerde enerjinin korunumu yasası (termodinamiğin birinci yasası): Cismin aktardığı ısı miktarı onun iç enerjisini artırmaya ve dış kuvvetlere karşı iş yapmaya gider.

181. Termodinamiğin birinci yasasının izoproseslere uygulanması.

1)İzotermal (T=sabit)

U=0 olduğundan, yani sisteme aktarılan ısı miktarı dış kuvvetlere karşı iş yapmak için kullanılır;

2)İzobarik (p=sabit)

onlar. sisteme aktarılan ısı miktarı, dış kuvvetlere karşı iş yapmak ve iç enerjisini değiştirmek için kullanılır;

3) İzokorik (V=sabit)

onlar. Sisteme aktarılan ısı miktarı sistemin iç enerjisini değiştirmeye gider.

4) Adyabatikçevreyle ısı alışverişi olmadan gerçekleşen bir süreçtir (Q=0). Bunun için enerjinin korunumu yasası şu şekildedir:

onlar. İç enerji kaybı nedeniyle dış kuvvetlere karşı iş yapılır.

182.Gaz genişletme işi sabit basınçta aşağıdaki formülle hesaplanır:

burada V2 ve V1 gazın son ve başlangıç ​​hacimleridir, p ise basınçtır. Çünkü

burada T 2, gazın son durumdaki sıcaklığıdır, T 1, gazın başlangıç ​​durumundaki sıcaklığıdır, molar kütledir, R, evrensel gaz sabitidir.

183. Isı motoru (ısı motoru)- bu, çalışma sıvısının iç enerjisini azaltarak iş yapan bir cihazdır.

184. Herhangi biri ısıtma motoruüç parçadan oluşur: ısıtıcı, buzdolabı ve çalışma sıvısı.

185. Isıl verimısı motoru şuna eşittir:

burada Q1 ısıtıcıdan alınan ısı miktarıdır, Q2 buzdolabına verilen ısı miktarıdır, A mekanik iştir.

186.Carnot formülüİdeal bir ısı motoru için:

burada T 1 ısıtıcının sıcaklığıdır, T 2 buzdolabının sıcaklığıdır, verimdir.

187.Erime- Bu, bir maddenin erime noktasında katı halden sıvı duruma geçiş sürecidir.

188. Bir sıvıyı katı kristal duruma dönüştürme işlemine denir kristalleşme.

189.Özgül füzyon ısısı 1 kg kristal katıyı erime noktasında katı halden sıvı hale dönüştürmek için gereken ısı miktarıdır.

Spesifik füzyon ısısı J/kg cinsinden ölçülür.

190.Buharlaşma bir maddenin katı veya sıvı halden gaz haline geçmesi işlemidir.

191. Buharlaşma bir sıvının veya katının açık yüzeyinden meydana gelen bir buharlaşma işlemidir.

192. Süblimasyon (süblimasyon)- Bu, bir katının sıvı hali atlayarak gaz halindeki bir maddeye geçişidir.

193.Kaynamak sıvının yalnızca açık yüzeyinden değil, sıvı içinde çözünmüş gaz kabarcıklarının içindeki tüm hacmi boyunca meydana gelen bir buharlaşma işlemidir. Her sıvının kendine ait kaynama noktası vardır. Bir sıvı, doymuş buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu bir sıcaklıkta kaynar.

194. Sıvısıyla dinamik dengede olan buhara denir zengin.

195.Çiy noktası- buharın doygun hale geldiği sıcaklık.

196. Bir maddenin gaz halinden sıvı duruma geçiş sürecine yoğunlaşma denir.

197. Birim sıvı kütlesini buhara dönüştürmek için gerekli olan ısı miktarına denir. buharlaşma ve yoğunlaşma özgül ısısı

Buharlaşmanın özgül ısısı J/kg cinsinden ölçülür.

198. Mutlak nem atmosferdeki su buharının kısmi basıncıdır (yoğunluğu).

199. Bağıl nem- bu, belirli bir sıcaklıkta mutlak nemin doymuş buharın basıncına (yoğunluğuna) oranına eşit bir değerdir.

Hedefler:

1. BİT'in ana hükümlerini formüle etmek; moleküllerin boyutu hakkında fikir vermek; Öğrencilerin molekülleri karakterize eden niceliklere ilişkin bilgilerini sistematik hale getirmek ve derinleştirmek; Brown hareketinin bilimsel ve ideolojik önemini ortaya çıkarmak; Çekme ve itme kuvvetlerinin moleküller arasındaki mesafeye bağımlılığının doğasını belirlemek, gaz, katı ve sıvı cisimlerin yapısal özelliklerini ve özelliklerini MCT açısından ele almak; kişinin ana kalıpları tanımlamasına ve MCT'nin temel kavramlarına hakim olmasına olanak tanıyan fiziksel modellerin gösterilmesi, bunun yardımıyla önceden edinilmiş bilgilere dayanan yeni materyallerle tanışmak;
2. Ana şeyi vurgulama, genelleme ve sistematikleştirme, kavramları tanımlama ve açıklama yeteneğini geliştirmek:
3. Cevap verirken titizliği, doğruluğu ve netliği geliştirin;

Ekipman ve görünürlük:

• bilgisayar
• interaktif beyaz tahta SmartBoard
• MS PowerPoint'te ders sunumu

Dersler sırasında

BEN.Zamanı organize etmek

• öğrencileri selamlamak
• bulunmayanları işaretleyin;
• ders amaç ve hedeflerini belirlemek

II. Yeni materyal öğrenme

MCT'ye giriş – konuşma şeklinde gerçekleştirilir (slayt 2-5, düğme « Termal olaylar neden moleküler fizikte inceleniyor? » ), gazların, sıvıların ve katıların termal hareketinin fiziksel modelleri gösterilmektedir (slayt 4).

BİT'in temel hükümleri (slayt 6, düğme “Moleküler kinetik teorinin temel prensipleri. Moleküllerin boyutları”)

Moleküler Boyut Tahmini fiziksel bir modele dayalıdır (slayt 7, slayt 6'dan geçiş) ve molekül sayısı (slayt 7) – konuşma ve anket şeklinde.

Madde miktarının molekül kütlesi (slayt 8-10, “Moleküllerin kütlesi. Madde miktarı” düğmesi) öğretmen yeni bir konuyu açıklar, öğrenciler interaktif beyaz tahtayı kullanarak formüller yazar ve türetirler.

Brown hareketi (slayt 11, "Brown hareketi" düğmesi) "Brown hareketi" video parçası ve "Brown hareketi" modeli dikkate alınır, öğrenciler Brown hareketinin nedenini anlamaya ve açıklamaya çalışırlar.

Moleküler etkileşim kuvvetleri (slayt 12-13, "Moleküllerin etkileşim kuvvetleri" düğmesi) Çekme ve itme kuvvetlerinin moleküller arasındaki mesafeye bağımlılığının doğası belirlenir.

Gaz, sıvı ve katı cisimlerin yapısı (slayt 14, "Gazlı, sıvı ve katı cisimlerin yapısı" düğmesi) gaz, katı ve sıvı cisimlerin yapısal özelliklerini ve özelliklerini fiziksel modellere göre ele alın ve bunları MCT açısından açıklayın.

III. Konsolidasyon

SmartBoard interaktif beyaz tahtalar için Notebook programında görevler tamamlandı.

I. Eğitmen – eksik kelimelerin yerine doğru cevaplar sürükleyip bırakarak eklenir.

Doğru cevapların altı çizilmiştir.

1. Eksik kelimeleri doldurun

Tüm maddeler oluşur……………...,……………… Ve………………… .

Cevap seçenekleri

atomlarçekirdeklerin protonları elektronlar iyonlar moleküller

2. Eksik kelimeleri doldurun

Bütün moleküller içeride ……………, ……………….hareket.

Cevap seçenekleri

düzenli sürekli düzgün yavaş çekim kaotik

3. Eksik kelimeleri doldurun

Moleküller arasında hareket kuvvet………………. Ve …………… .

Cevap seçenekleri

itme yer çekimi cazibe esneklik

4. Doğru ölçü birimlerini (SI sistemi) yerleştirin

5. 1 desimetrelik altın külçesindeki molekül sayısını belirlemek gerekir. Bu sorunu çözmek için gerekli olan yeterli sayıda fiziksel nicelik seçin.

6. Belirli bir maddenin molekül sayısı şu şekilde belirlenir:

7. Madde miktarı şu şekilde belirlenir:

8. Gaz, sıvı ve katı moleküllerin yaklaşık dizilişini çizin. (doğruluk iç içe model kullanılarak kontrol edilir)

9. Gaz, sıvı ve katı moleküllerin yaklaşık hareket yörüngelerini çizin.

IV. Ders özeti

• Derecelendirme.
• Yaygın hataları belirtin
• En iyisini etiketleyin.

V. Ödev

§ 58 – 62
Alıştırma 11 No. 1-8 çift – 1. seçenek, tek – 2. seçenek s.172
Bu konuyu incelerken adı geçen bilim insanları hakkında raporlar hazırlayın.

Uygulamalar ve sunum.(Animasyonlu modellerin düzgün çalışması için program klasöründe bulunan Stratum2000 ve Flash-player programlarının kurulumu gereklidir.)

Moleküler fizik. Termal olaylar

Moleküler kinetik teorisi

Moleküler fizikte termal olaylar.

Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri, kütleleri ve boyutları.

Bir parçacığın Brownian hareketinin nedeni.

İdeal gaz basıncı.

Sıcaklık

Isıl denge kavramı.

İzotermal süreç

İzokorik süreç

İzobarik süreç

İçsel enerji

İdeal bir gazın iç enerjisi.

İdeal gaz sıcaklığı ölçeği.

Isı miktarı

Termodinamiğin birinci yasası

Termodinamiğin ikinci yasası

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi

Isı motorları ve doğanın korunması.

BİT'in ana hükümlerinin deneysel olarak doğrulanması:

Moleküler kinetik teorisi- Kimyasal bir maddenin en küçük parçacıkları olarak atomların ve moleküllerin varlığı fikrini kullanan, maddenin yapısı ve özellikleri doktrini. MCT deneysel olarak kanıtlanmış üç ifadeye dayanmaktadır:

Madde, aralarında boşlukların bulunduğu parçacıklardan - atomlardan ve moleküllerden oluşur;

Bu parçacıklar, hızı sıcaklıktan etkilenen kaotik bir hareket halindedir;

Parçacıklar birbirleriyle etkileşime girer.

Bir maddenin gerçekte moleküllerden oluştuğu, boyutlarının belirlenmesiyle kanıtlanabilir. Bir damla yağ suyun yüzeyine yayılır ve kalınlığı molekülün çapına eşit bir tabaka oluşturur. 1 mm3 hacimli bir damla 0,6 m2'den fazla yayılamaz:

Moleküllerin varlığını kanıtlamanın başka yolları da vardır, ancak bunları listelemeye gerek yoktur: modern araçlar (elektron mikroskobu, iyon projektörü) tek tek atomları ve molekülleri görmenizi sağlar.

Moleküler etkileşim kuvvetleri. a) etkileşim doğası gereği elektromanyetiktir; b) kısa menzilli kuvvetler moleküllerin boyutuyla karşılaştırılabilir mesafelerde tespit edilir; c) Çekme ve itme kuvvetleri eşit olduğunda (R 0) öyle bir mesafe vardır ki, eğer R>R 0 ise, o zaman R ise çekim kuvvetleri hakimdir.

Moleküler çekim kuvvetlerinin etkisi, yüzeyleri temizlendikten sonra birbirine yapışan kurşun silindirlerle yapılan bir deneyde ortaya çıkarıldı.

Moleküller ve atomlar sağlam Komşu atomların çekim ve itme kuvvetlerinin dengelendiği konumlara göre rastgele salınımlar gerçekleştirirler. İÇİNDE sıvılar Moleküller sadece denge konumu etrafında salınmakla kalmaz, aynı zamanda bir denge konumundan diğerine sıçramalar da yapar; moleküllerin bu sıçramaları sıvının akışkanlığının, yani bir kabın şeklini alabilme yeteneğinin nedenidir. İÇİNDE gazlar genellikle atomlar ve moleküller arasındaki mesafeler ortalama olarak moleküllerin boyutlarından çok daha büyüktür; itici kuvvetler uzun mesafelerde etkili olmadığından gazlar kolayca sıkıştırılır; Gaz molekülleri arasında neredeyse hiç çekici kuvvet yoktur, bu nedenle gazlar süresiz olarak genişleme özelliğine sahiptir.

Moleküllerin kütlesi ve boyutu. Avogadro sabiti:

Her madde parçacıklardan oluşur, dolayısıyla madde miktarı parçacık sayısıyla orantılı olduğu kabul edilir. Bir maddenin miktar birimi köstebek. köstebek 0,012 kg karbondaki atom sayısıyla aynı sayıda parçacık içeren bir sistemdeki madde miktarına eşittir.

Molekül sayısının madde miktarına oranına denir. Avogadro sabiti:

Avogadro sabiti. Bir maddenin bir molünde kaç atom veya molekül bulunduğunu gösterir.

Bir maddenin miktarı, maddenin atom veya molekül sayısının Avogadro sabitine oranı olarak bulunabilir:

Molar kütle bir maddenin kütlesinin madde miktarına oranına eşit bir miktardır:

Molar kütle, molekülün kütlesi cinsinden ifade edilebilir:

Belirlemek için moleküler kütleler bir maddenin kütlesini içindeki molekül sayısına bölmeniz gerekir:

Brown hareketi:

Brown hareketi- bir gaz veya sıvı içinde asılı duran parçacıkların termal hareketi. İngiliz botanikçi Robert Brown (1773 - 1858), 1827'de bir sıvı içinde mikroskopla görülebilen katı parçacıkların rastgele hareketini keşfetti. Bu olaya Brown hareketi adı verildi. Bu hareket durmuyor; sıcaklığın artmasıyla yoğunluğu artar. Brownian hareketi basınç dalgalanmalarının sonucudur (ortalama değerden gözle görülür bir sapma).

Bir parçacığın Brownian hareketinin nedeni, sıvı moleküllerin parçacık üzerindeki etkilerinin birbirini iptal etmemesidir.

Ideal gaz:

Seyreltilmiş bir gazda moleküller arasındaki mesafe, boyutlarından çok daha fazladır. Bu durumda moleküller arasındaki etkileşim ihmal edilebilir düzeydedir ve moleküllerin kinetik enerjisi, etkileşimlerinin potansiyel enerjisinden çok daha büyüktür.

Bir maddenin özelliklerini gaz halinde açıklamak için gerçek gaz yerine fiziksel modeli kullanılır - ideal gaz. Model şunları varsaymaktadır:

moleküller arasındaki mesafe çaplarından biraz daha fazladır;

moleküller elastik toplardır;

moleküller arasında çekici kuvvetler yoktur;

moleküller birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpıştığında itici kuvvetler etki eder;

Moleküllerin hareketi mekanik kanunlarına uyar.

İdeal bir gazın MKT'sinin temel denklemi:

Temel MKT denklemi, molekülün kütlesi, hızın karesinin ortalama değeri ve moleküllerin konsantrasyonu biliniyorsa gaz basıncını hesaplamaya olanak tanır.

İdeal gaz basıncı moleküllerin bir kabın duvarlarıyla çarpıştıklarında elastik cisimler olarak mekanik yasalarına göre onlarla etkileşime girmeleri gerçeğinde yatmaktadır. Bir molekül bir damarın duvarına çarptığında, hız v x hız vektörünün duvara dik OX eksenine izdüşümünün işareti ters yönde değişir, ancak büyüklük olarak sabit kalır. Dolayısıyla bir molekülün bir duvarla çarpışması sonucunda momentumunun OX eksenine izdüşümü mv 1x = -mv x'ten mv 2x =mv x'e değişir. Bir molekülün bir duvarla çarpışması üzerine momentumundaki değişiklik, duvarın yanından ona etki eden F1 kuvvetinden kaynaklanır. Molekülün momentumundaki değişim bu kuvvetin momentumuna eşittir:

Newton'un üçüncü yasasına göre bir çarpışma sırasında molekül, F1 kuvvetine eşit büyüklükte ve zıt yönde bir F2 kuvvetiyle duvara etki eder.

Pek çok molekül vardır ve her biri çarpışma anında aynı itici gücü duvara aktarır. Bir saniyede momentum iletirler; burada z, tüm moleküllerin duvarla çarpışma sayısıdır; bu, gazdaki moleküllerin konsantrasyonu, moleküllerin hızı ve duvarın yüzey alanıyla orantılıdır: . Moleküllerin sadece yarısı duvara doğru hareket eder, geri kalanı ters yönde hareket eder: . Daha sonra 1 saniyede duvara aktarılan toplam darbe: . Newton'un ikinci yasasına göre, bir cismin birim zamandaki momentumundaki değişiklik, ona etki eden kuvvete eşittir:

Tüm moleküllerin aynı hıza sahip olmadığı dikkate alındığında duvara etki eden kuvvet, hızın ortalama karesiyle orantılı olacaktır. Moleküller her yöne hareket ettiğinden öngörülen hızların karelerinin ortalama değerleri eşittir. Bu nedenle hız projeksiyonunun ortalama karesi: ; . Daha sonra kabın duvarındaki gaz basıncı şuna eşittir:

- MKT'nin temel denklemi.

İdeal gaz moleküllerinin öteleme hareketinin kinetik enerjisinin ortalama değerini gösteren:

Aldık

Sıcaklık ve ölçümü:

İdeal bir gaz için temel MKT denklemi, kolayca ölçülebilen makroskobik bir parametre olan basınç ile ortalama kinetik enerji ve moleküler konsantrasyon gibi mikroskobik gaz parametreleri arasında bir bağlantı kurar. Ancak yalnızca basıncı ölçerek tek tek moleküllerin ortalama kinetik enerjisini veya konsantrasyonlarını bulamayız. Sonuç olarak, bir gazın mikroskobik parametrelerini bulmak için, moleküllerin ortalama kinetik enerjisine bağlı diğer bazı fiziksel niceliklerin ölçümlerine ihtiyaç vardır. Bu miktar sıcaklık.

Herhangi bir makroskobik cisim veya makroskobik cisimler grubu, sabit dış koşullar altında kendiliğinden bir termal denge durumuna geçer. Termal denge - Bu, tüm makroskobik parametrelerin istenildiği kadar değişmeden kaldığı bir durumdur.

Sıcaklık, bir cisimler sisteminin termal denge durumunu karakterize eder: sistemin birbirleriyle termal dengede olan tüm gövdeleri aynı sıcaklığa sahiptir.

Sıcaklığı ölçmek için sıcaklığa bağlı olarak herhangi bir makroskobik miktardaki değişikliği kullanabilirsiniz: hacim, basınç, elektrik direnci vb.

Pratikte çoğu zaman sıvı hacminin (cıva veya alkol) sıcaklığa bağımlılığı kullanılır. Bir termometreyi kalibre ederken, eriyen buzun sıcaklığı genellikle referans noktası (0) olarak alınır; ikinci sabit nokta (100), normal atmosfer basıncında (Santigrat ölçeği) suyun kaynama noktası olarak kabul edilir. Farklı sıvılar ısıtıldığında farklı şekilde genişlediğinden, bu şekilde oluşturulan ölçek bir dereceye kadar söz konusu sıvının özelliklerine bağlı olacaktır. Elbette tüm termometreler için 0 ve 100°C çakışacaktır ancak 50°C çakışmayacaktır.

Sıvıların aksine, tüm seyreltilmiş gazlar ısıtıldıklarında eşit şekilde genleşir ve sıcaklık değiştiğinde basınçları eşit şekilde değişir. Bu nedenle fizikte rasyonel bir sıcaklık ölçeği oluşturmak için, sabit bir hacimde belirli miktarda seyreltilmiş gazın basıncındaki bir değişiklik veya sabit bir basınçta bir gazın hacmindeki bir değişiklik kullanılır. Bu ölçeğe bazen denir ideal gaz sıcaklık ölçeği.

Termal dengede, tüm gazların moleküllerinin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisi aynıdır. Basınç, moleküllerin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisiyle doğru orantılıdır: . Termal dengede, eğer belirli bir kütleye sahip bir gazın basıncı ve hacmi sabitse, gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi de sıcaklık gibi kesin olarak tanımlanmış bir değere sahip olmalıdır.T. için , ardından , veya . belirtelim. Değer sıcaklık arttıkça artar ve sıcaklıktan başka hiçbir şeye bağlı değildir. Bu nedenle sıcaklığın doğal bir ölçüsü olarak kabul edilebilir.

Mutlak sıcaklık ölçeği:

Enerji birimleri cinsinden ölçülen değerin, derece cinsinden ifade edilen sıcaklıkla doğrudan orantılı olduğunu dikkate alacağız: orantı katsayısı nerede. Katsayı Avusturyalı fizikçi L. Boltzmann'ın adını almıştır. Boltzmann sabiti. Makrosistemlerin özellikleri ve özellikleri Alman katkılarıyla sağlanmıştır. fizikçi R. Clausius (1822-1888), İngilizce fizikçi-teorisyen... o doğa termal fenomen içinde açıklandı fizik iki yol: termodinamik yaklaşım ve moleküler olarak-maddenin kinetik teorisi...

Dijital sıcaklık sensörlerini kullanarak termal olayları, moleküler kinetik teorinin yasalarını ve termodinamik prensipleri incelemek için deneyler yapmak üzere tasarlanmıştır.

Kit, aşağıdakiler dahil 13 gösteri deneyi yapmanıza olanak sağlar:
3. Yakıtın yanma ısısı
5. Gazda konveksiyon
6. Sıvı katmanları arasındaki ısı alışverişi
7. Radyasyon yoluyla ısı transferi
9. Sürtünme kuvvetinin işi
10. Vücut deformasyonu sırasında iç enerjideki değişim

Birleştirmek:

1. Dijital sıcaklık sensörleri -20..+100 C – 2 adet.
2. Dijital sıcaklık sensörü 0...1000 C (3 ölçüm aralığına sahiptir)
3. Isıya dayanıklı cam
4. Tıpalı test tüpleri
5. ve fizik deneylerini yürütmek için diğer ekipmanlar
6. Plastik saklama tepsisişeffaf kapaklı
7. Deneyleri yürütmek için yazılım içeren disk

Kitte bulunan dijital sensörler evrensel tanıtım ölçüm cihazıyla uyumludur.

Çalışmak için ihtiyacınız olan:

* Dikkat! Ürün görseli, aldığınız üründen farklı olabilir. Üretici, görsel yardımcıların işlevsel ve kalite göstergelerini bozmadan, eğitim yardımcılarının konfigürasyonunu ve teknik özelliklerini önceden bildirimde bulunmaksızın değiştirme hakkını saklı tutar.
Ürünle ilgili bilgiler yalnızca referans amaçlıdır ve Rusya Federasyonu Medeni Kanunu'nun 437. Maddesinde tanımlandığı gibi halka arz değildir.