Jismoniy dunyo hodisalari harorat oʻzgarishi bilan uzviy bogʻliq. Har bir inson u bilan erta bolalikdan, muzning sovuq ekanligini va qaynoq suv yonishini anglaganida tanishadi. Shu bilan birga, harorat o'zgarishi jarayonlari bir zumda sodir bo'lmaydi, degan tushuncha paydo bo'ladi. Keyinchalik, maktabda o'quvchi bu issiqlik harakati bilan bog'liqligini bilib oladi. Fizikaning butun boʻlimi esa harorat bilan bogʻliq jarayonlarga bagʻishlangan.
Harorat nima?
Bu kundalik atamalarni almashtirish uchun kiritilgan ilmiy tushuncha. Kundalik hayotda issiq, sovuq yoki issiq kabi so'zlar doimo paydo bo'ladi. Ularning barchasi tananing isishi darajasi haqida gapiradi. Bu fizikada shunday ta'riflanadi, faqat skalyar miqdor qo'shilishi bilan. Axir, harorat hech qanday yo'nalishga ega emas, faqat raqamli qiymatga ega.
Xalqaro birliklar tizimida (SI) harorat Selsiy gradusida (ºS) oʻlchanadi. Ammo termal hodisalarni tavsiflovchi ko'plab formulalarda uni Kelvin (K) ga aylantirish talab qilinadi. UchunBuning uchun oddiy formula mavjud: T \u003d t + 273. Unda T - Kelvindagi harorat, t - Selsiyda. Mutlaq nol harorat tushunchasi Kelvin shkalasi bilan bog'langan.
Boshqa bir qancha harorat shkalalari mavjud. Masalan, Evropa va Amerikada Farengeyt (F) ishlatiladi. Shuning uchun ular Selsiy bo'yicha yozishni bilishlari kerak. Buning uchun F dagi ko‘rsatkichlardan 32 ni ayirib, keyin uni 1, 8 ga bo‘ling.
Uydagi tajriba
Uning tushuntirishida siz harorat, issiqlik harakati kabi tushunchalarni bilishingiz kerak. Bu tajribani yakunlash oson.
Uchta idish kerak. Ular etarlicha katta bo'lishi kerak, shunda qo'llar ularga osongina joylashishi mumkin. Ularni har xil haroratli suv bilan to'ldiring. Birinchidan, u juda sovuq bo'lishi kerak. Ikkinchisida - isitiladi. Uchinchisiga issiq suv quying, unda qo'lni ushlab turish mumkin bo'ladi.
Endi tajribaning oʻzi. Chap qo'lingizni sovuq suvli idishga soling, o'ngda - eng issiq bilan. Bir necha daqiqa kuting. Ularni olib tashlang va darhol iliq suvli idishga botiring.
Natija kutilmagan boʻladi. Chap qo'l suvning iliq ekanligini his qiladi, o'ng qo'l esa sovuq suvni his qiladi. Buning sababi shundaki, termal muvozanat dastlab qo'llar suvga botiriladigan suyuqliklar bilan o'rnatiladi. Keyin esa bu muvozanat keskin buziladi.
Molekulyar kinetik nazariyaning asosiy qoidalari
U barcha issiqlik hodisalarini tasvirlaydi. Va bu bayonotlar juda oddiy. Shuning uchun, termal harakat haqida suhbatda, bu qoidalar ma'lum bo'lishi kerakkerak.
Birinchi: moddalar bir-biridan ma'lum masofada joylashgan eng kichik zarrachalardan hosil bo'ladi. Bundan tashqari, bu zarralar ham molekulalar, ham atomlar bo'lishi mumkin. Ularning orasidagi masofa esa zarrachalar hajmidan bir necha baravar katta.
Ikkinchi: barcha moddalarda molekulalarning issiqlik harakati mavjud bo'lib, u hech qachon to'xtamaydi. Zarrachalar tasodifiy (tartibsiz) harakat qiladi.
Uchinchisi: zarralar bir-biri bilan oʻzaro taʼsir qiladi. Bu harakat tortishish va itarish kuchlari bilan bog'liq. Ularning qiymati zarrachalar orasidagi masofaga bog'liq.
ICBning birinchi qoidasini tasdiqlash
Jismlar zarrachalar orasida boʻshliq boʻlgan zarrachalardan tashkil topishining isboti ularning termal kengayishidir. Shunday qilib, tana qizdirilganda uning hajmi ortadi. Bu zarrachalarning bir-biridan olib tashlanishi tufayli sodir bo'ladi.
Aytilganlarning yana bir tasdigʻi diffuziyadir. Ya'ni, bir moddaning molekulalarining boshqa moddaning zarralari orasiga kirib borishi. Bundan tashqari, bu harakat o'zaro. Diffuziya tezroq davom etsa, molekulalar bir-biridan qanchalik uzoqda joylashgan bo'lsa. Shuning uchun gazlarda o'zaro kirish suyuqliklarga qaraganda tezroq sodir bo'ladi. Qattiq jismlarda diffuziya yillar davom etadi.
Aytgancha, oxirgi jarayon termal harakatni ham tushuntiradi. Axir, moddalarning bir-biriga o'zaro kirib borishi tashqaridan hech qanday aralashuvsiz sodir bo'ladi. Ammo tanani isitish orqali uni tezlashtirish mumkin.
MKTning ikkinchi pozitsiyasini tasdiqlash
Mavjudligiga yorqin dalilissiqlik harakati - zarrachalarning Broun harakati. Bu to'xtatilgan zarralar uchun, ya'ni moddaning molekulalaridan sezilarli darajada katta bo'lganlar uchun ko'rib chiqiladi. Bu zarralar chang zarralari yoki donalari bo'lishi mumkin. Va ular suv yoki gazga joylashtirilishi kerak.
Osilgan zarrachaning tasodifiy harakatlanishining sababi shundaki, molekulalar unga har tomondan ta'sir qiladi. Ularning harakati tartibsiz. Vaqtning har bir nuqtasida ta'sirlarning kattaligi har xil. Shunday qilib, hosil bo'lgan kuch bir yo'nalishga yoki boshqa tomonga yo'n altiriladi.
Agar molekulalarning issiqlik harakati tezligi haqida gapiradigan bo'lsak, unda uning maxsus nomi bor - o'rtacha kvadrat. Uni quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
v=√[(3kT)/m0].
Unda T – Kelvindagi harorat, m0 – bir molekula massasi, k – Boltsman doimiysi (k=1, 3810 -23 J/K).
ICBning uchinchi qoidasini tasdiqlash
Zarralar tortadi va qaytaradi. Issiqlik harakati bilan bog'liq ko'plab jarayonlarni tushuntirishda bu bilim muhim bo'lib chiqadi.
Axir, oʻzaro taʼsir kuchlari materiyaning agregat holatiga bogʻliq. Shunday qilib, gazlar deyarli yo'q, chunki zarralar shu qadar olib tashlanganki, ularning ta'siri namoyon bo'lmaydi. Suyuq va qattiq jismlarda ular seziladi va moddaning hajmining saqlanishini ta'minlaydi. Ikkinchisida ular shaklning saqlanishini ham kafolatlaydi.
Jismlarning deformatsiyasida elastik kuchlarning paydo bo`lishi tortishish va qaytarilish kuchlarining mavjudligiga dalildir. Demak, cho'zilish bilan molekulalar orasidagi tortishish kuchlari ortadi va bilansiqish - itarish. Ammo ikkala holatda ham ular tanani asl shakliga qaytaradi.
Issiqlik harakatining oʻrtacha energiyasi
Uni asosiy MKT tenglamasidan yozish mumkin:
(pV)/N=(2E)/3.
Bu formulada p - bosim, V - hajm, N - molekulalar soni, E - o'rtacha kinetik energiya.
Boshqa tomondan, bu tenglamani quyidagicha yozish mumkin:
(pV)/N=kT.
Agar ularni birlashtirsangiz, quyidagi tenglikka erishasiz:
(2E)/3=kT.
Undan molekulalarning oʻrtacha kinetik energiyasi uchun quyidagi formula hosil boʻladi:
E=(3kT)/2.
Bu yerdan energiya moddaning haroratiga mutanosib ekanligi ayon boʻladi. Ya'ni, ikkinchisi oshganda, zarralar tezroq harakat qiladi. Bu mutlaq noldan boshqa harorat mavjud ekan, mavjud bo'lgan issiqlik harakatining mohiyatidir.
