Итоги «Температура. Энергия теплового движения молекул»

Related posts:

1. Абсолютная температура. Температура — мера средней кинетической энергии молекул Абсолютный нуль температуры. Температура, определяемая формулой (2.6), очевидно, не может быть отрицательной, так как все величины, стоящие в левой чисти (2.6), заведомо положительны. Следовательно, наименьшее возможное значение температуры T есть T = 0, когда либо давление P, либо объем V равны нулю. Предельную температуру, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объеме […]...
2. Газовые процессы 1. Изобарный процесс (при постоянном давлении) Экспериментальное изучение газов начнем с процессов, в которых один из трех макропараметров данной массы газа (давление p, объем V или температура T) не изменяется. Такие процессы называют изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный). Рассмотрим сначала процесс, который происходит при постоянном давлении. Его называют изобарным. (От греческого слова «изос» […]...
3. Абсолютная температура и средняя кинетическая энергия молекул 1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Если потенциальной энергией взаимодействия молекул в газе можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией их хаотического движения, то можно считать, что вся внутренняя энергия газа — это сумма кинетических энергий его молекул. Такую упрощенную модель реального газа называют идеальным газом. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа объясняет свойства газов, рассмотренные […]...
4. Температура При изучении механики нас интересовало движение тел. Теперь мы рассмотрим явления, связанные с изменением свойств покоящихся тел. Мы будем изучать нагревание и охлаждение воздуха, таяние льда, плавление металлов, кипение воды и т. д. Подобные явления называют тепловыми явлениями. Мы знаем, что при нагревании холодная вода сначала становится теплой, а затем горячей. Вынутая из пламени металлическая […]...
5. Уравнение состояния идеального газа 1. Закон Авогадро Из уравнения Клапейрона (см. предыдущий параграф) следует, что в процессах, происходящих с данной массой газа, произведение давления газа p на его объем V, деленное на абсолютную температуру T газа, постоянно: (pV)/T = const. Однако если масса газа в процессе изменилось, то значение выражения (pV)/T тоже изменится! Это очень легко проверить. Поставим опыт […]...
6. Применение уравнения теплового баланса 1. Первый закон термодинамики и уравнение теплового баланса До сих пор мы рассматривали первый закон термодинамики применительно к газам. Отличительной особенностью газа является то, что его объем может значительно изменяться. Поэтому согласно первому закону термодинамики переданное газу количество теплоты Q равно сумме совершенной газом работы и изменения его внутренней энергии: Q = ∆U + Aг. […]...
7. Строение вещества 1. Основные положения молекулярно-кинетической теории Напомним известные вам из курса физики основной школы сведения о строении вещества. Атомная гипотеза Мысль о том, что вещество состоит из мельчайших частиц, высказал еще древнегреческий философ Демокрит. Греки придумали и название для этих частиц — атомы. (Атом в переводе с греческого означает «неделимый». Но в 20-и веке ученые смогли […]...
8. Измерение температуры Термометры. Для измерения температуры можно воспользоваться изменением любой макроскопической величины в зависимости от температуры: объема, давления, электрического сопротивления и т. д. Чаще всего на практике используют зависимость объема жидкости (ртути или спирта) от изменения температуры. При градуировке термометра обычно за начало отсчета (0) принимают температуру тающего льда; второй постоянной точкой (100) считают температуру кипения воды […]...
9. Примеры решения задач «Температура. Энергия теплового движения молекул» При решении задач этой главы используется формула (2.6), определяющая абсолютную температуру, формула (2.9), связывающая среднюю энергию хаотического движения с температурой, и формула (2.12) для средней квадратической скорости молекул. Некоторые задачи удобно решать, используя формулу (2.10), связывающую давление газа с концентрацией молекул и абсолютной температурой. Кроме того, нужно знать значение постоянной Больцмана (2.7). 1. Чему равно […]...
10. Тепловое равновесие. Температура Макроскопические параметры. Для описания процессов в газах и других макроскопических телах нет необходимости все время обращаться к молекулярно-кинетической теории. Поведение макроскопических тел, в частности газов, можно охарактеризовать немногим числом физических величин, относящихся не к отдельным молекулам, слагающим тела, а ко всем молекулам в целом. К числу таких величин относятся объем V, давление p, температура t […]...
11. Первый закон термодинамики 1. Внутренняя энергия газа Из курса физики основной школы вы знаете, что сумму кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия называют внутренней энергией. Внутренняя энергия U данной массы одноатомного идеального газа равна произведению средней кинетической энергии одной молекулы на число молекул N: U = N. ? 1. Объясните, почему внутренняя энергия U […]...
12. Повторно – обобщающий урок по теме: Молекулярно – кинетическая теория идеального газа Цель урока; повторить и систематизировать знания по теме, совершенствовать умение логически мыслить, обобщать, решать качественные, графические и расчетные задачи. Ход урока Проверка домашнего задания в виде беседы с учащимися. 1. Какие явления рассматривает молекулярно – кинетическая теория? 2. Прокомментируйте основные положения МКТ. 3. Какими опытами были доказаны эти положения? 4. Модель какого вещества используется в […]...
13. План-конспект урока по физике. Тема: Абсолютная температура. Температура – мера средней кинетической энергии молекул Цель урока: ввести понятие абсолютной температуры, дать представление об абсолютном нуле, рассмотреть абсолютную шкалу температур, выяснить физический смысл постоянной Больцмана. Ход урока Проверка домашнего задания методом выполнения тестовой работы. При тепловом равновесии… 1. Все части системы: А) …имеют одинаковые P и V Б) …могут иметь разные P и V 2.Температура во всех частях системы : […]...
14. Тепловые двигатели. Второй закон термодинамики 1. Принцип действия и основные элементы теплового двигателя В курсе физики основной школы вы уже познакомились с различными видами тепловых двигателей и их устройством. Тепловые двигатели сыграли большую роль в истории человечества и сохраняют огромное значение сегодня. Они движут автомобили, вращают турбины тепловых электростанций, разгоняют космические корабли. Принцип действия теплового двигателя Тепловые двигатели названы так […]...
15. Масса молекул. Постоянная Авогадро Масса молекулы воды. Массы отдельных молекул и атомов очень малы. Например, в 1 г воды содержится 3,7 — 1022 молекул. Следовательно, масса одной молекулы равна: . (1.1) Массу такого же порядка имеют и молекулы других веществ, исключая огромные молекулы органических веществ. Относительная молекулярная масса. Так как массы молекул очень малы, удобно использовать в расчетах не […]...
16. Идеальный газ в молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Идеальный газ с точки зрения молекулярно-кинетической теории простейшая физическая модель реального газа. Под моделью в физике понимают не увеличенную или уменьшенную копию реального объекта. Физическая модель — это создаваемая учеными общая картина реальной системы или явления, которая отражает наиболее существенные, наиболее характерные свойства системы. В физической модели газа принимаются во внимание лишь те […]...
17. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов Вычислим с помощью молекулярно-кинетической теории давление газа. Вывод формулы для давления не очень сложный, но довольно громоздкий. Разобьем его на отдельные этапы. Пусть газ находится в прямоугольном сосуде ABCD, одна из стенок которого представляет собой поршень CD, способный перемешаться без трения (рис. 21). Причем газ и сосуд имеют одинаковые температуры. Вычислим давление газа на поршень […]...
18. Влажность воздуха 1. Относительная влажность На Земле много открытых водоемов, с поверхности которых испаряется вода: океаны и моря занимают около 80 % поверхности Земли. Поэтому в воздухе всегда есть водяной пар. Он легче воздуха, потому что молярная масса воды (18 * 10-3 кг моль-1) меньше молярной массы азота и кислорода, из которых в основном состоит воздух. Поэтому […]...
19. Температура и теплота В старину на Руси сведения о погоде записывали так: «1657 год, Генваря, 30-го дня, пяток. День был до обеда холоден и ведрен, а после обеда оттепелен, в ночи было ветрено». В то время еще не было термометров. Если требовалось отметить температуру воздуха в зимний день, то записывали так: «Мороз мал» или «Мороз лютый». Первые термометры […]...
20. Плавление и отвердевание кристаллических тел Чтобы расплавить твердое кристаллическое тело, ему необходимо передать некоторое количество теплоты. Проделаем опыт. Наполним коническую колбу мелкими кусочками льда. Вставив в нее термометр и закрыв колбу пробкой, начнем ее нагревать (рис. 78). Мы увидим, что ни при -15 °С, ни при -10 °С, ни при -5 °С со льдом ничего особенного происходить не будет: он […]...
21. Силы взаимодействия молекул Молекулярные силы. Между молекулами вещества существуют силы взаимодействия, называемые Молекулярными силами. Если бы между молекулами не было сил притяжения, то все вещества при любых условиях находились бы только в газообразном состоянии. Лишь благодаря силам притяжения молекулы удерживаются друг возле друга и образуют жидкие и твердые тела. Однако одни только силы притяжения не могут обеспечить существование […]...
22. Кипение В отличие от испарения, которое происходит при любой температуре жидкости, другой вид парообразования — кипение — возможен лишь при совершенно определенной (при данном давлении) температуре — температуре кипения. Пронаблюдаем это явление на опыте. Начнем нагревать воду в открытом стеклянном сосуде, периодически измеряя ее температуру. Через некоторое время мы увидим, как дно и стенки сосуда покроются […]...
23. План-конспект урока по физике. Тема: Измерение скоростей молекул газа Цель урока: познакомить учащихся с теоретическим и экспериментальным способом определения скоростей молекул газа, развивать навыки решения качественных, экспериментальных и вычислительных задач. Ход урока Проверка домашнего задания методом фронтального опроса 1. Сформулируйте определение температуры тела. 2. В каких единицах измеряют температуру? 3. Каким образом можно измерить температуру? 4. Почему возникла необходимость создания более точного газового термометра? […]...
24. Способы изменения внутренней энергии Внутренняя энергия тела зависит от средней кинетической энергии его молекул, а эта энергия, в свою очередь, зависит от температуры. Поэтому, изменяя температуру тела, мы изменяем и его внутреннюю энергию. При нагревании тела его внутренняя энергия увеличивается, при охлаждении уменьшается. Проделаем опыт. Укрепим на подставке тонкостенную латунную трубку. Нальем в нее немного эфира и плотно закроем […]...
25. Примеры решения задач и упражнения к главе «Основы молекулярно-кинетической теории» При решении большей части задач первой главы нужно уметь определить молярные массы веществ. Для этого по известным из таблицы Менделеева относительным атомным массам надо определить относительную молекулярную массу, а затем и молярную массу по формуле M = 10-3 Mr, кг/моль, где M — молярная масса; Mr — относительная молекулярная масса. Во многих задачах требуется по […]...
26. Тепловые явления. Молекулярная физика. Введение Механическое движение. В VIII классе подробно изучалась Механическая форма движения материи, т. е. перемещение в пространстве одних тел относительно других с течением времени. То, что все тела состоят из атомов или молекул, не принималось во внимание. Тела рассматривались как сплошные, лишенные внутренней структуры. Исследование свойств тел не входит в задачу механики. Ее цель — определение […]...
27. Задачи и упражнения к главе 4 «Внутренняя энергия» 115. В один стакан налили 100 мл холодной воды, в другой — такое же количество горячей воды. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией? 116. Что происходит с внутренней энергией человека, когда после жара у него восстанавливается нормальная температура? 117. Почему, если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки? 118. При […]...
28. Итоги «Основы молекулярно-кинетической теории» Согласно основным положениям молекулярно-кинетической теории все тела состоят из молекул (или атомов); между молекулами на малых расстояниях, меньших собственных размеров молекул, действуют силы отталкивания, а на больших — силы притяжения; молекулы участвуют в хаотическом тепловом движении. В настоящее время все основные положении молекулярно-кинетической теории строго доказаны экспериментально. Измерены массы молекул и их размеры; определен характер […]...
29. Применение уравнения состояния идеального газа к различным процессам С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать процессы, в которых масса и один из трех параметров — P, V или T — остаются неизменными. Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют Газовыми законами. Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют Изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный.) […]...
30. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Размеры молекул В основе молекулярно-кинетической теории строения вещества лежат три положения, каждое из которых доказано с помощью опытов: Вещество состоит из частиц; эти частицы хаотически движутся; частицы взаимодействуют друг с другом. Свойства и поведение тел, начиная от разреженных газов верхних слоев атмосферы и кончая твердыми телами на Земле, а также сверхплотными ядрами планет и звезд, определяются движением […]...
31. Решение задач по теме «Молекулярно – кинетическая теория идеального газа» Цель урока: развивать навыки решения задач на определение макроскопических и микроскопических параметров молекул, продолжить формирование умений самостоятельно мыслить, анализировать, проводить математические преобразования. Ход урока Проверка домашнего задания методом работы беседы, самостоятельной работы Беседа с учащимися: — Каким образом можно рассчитать среднюю скорость молекулы газа, зная его температуру? — Приведите примеры значений средних скоростей молекул газов […]...
32. Проектно-исследовательская деятельность по физике 5. Кипение воды при комнатной температуре Цели проекта 1. Исследование условий, при которых вода закипает при комнатной температуре. 2. Изучение свойств насыщенного пара. Задачи проекта 1. Изучение теоретического материала по данной теме. 2. Создание условий, при которых вода может кипеть при комнатной температуре. 3. Установление независимости давления насыщенного пара от объема. Оборудование 1. Шприц медицинский […]...
33. Внутренняя энергия Из курса физики VII класса известно, что любое макроскопическое тело обладает внутренней энергией. Понятие внутренней энергии макроскопических тел играет важнейшую роль при исследовании тепловых явлений. Это обусловлено существованием фундаментального закона природы — Закона сохранения энергии. Открытие закона сохранения энергии стало возможным после того, как было доказано, что наряду с механической энергией микроскопические тело обладают еще […]...
34. Тепловое движение Посмотрите внимательно на следующую таблицу, где показано, как распределяются молекулы азота по скоростям: Ранее мы приводили для азота значение скорости, равное 454 м/с. Это было среднее значение. В действительности же в газе имеются молекулы с разными скоростями — как выше, так и ниже средней скорости. Иными словами, существует некоторое распределение молекул по скоростям. Движение отдельной […]...
35. Применение первого закона термодинамики к газовым процессам 1. Изопроцессы и адиабатный процесс Напомним, что согласно первому закону термодинамики количество теплоты Q, переданное газу, связано с изменением внутренней энергии газа ∆U и работой газа Aг соотношением Q = ∆U + Aг. (1) Часто требуется применять первый закон термодинамики к газовым процессам, представляющим собой последовательность изопроцессов (иногда добавляется еще адиабатный процесс). Рассмотрим, как находить […]...
36. Применение уравнения состояния идеального газа 1. Учет гидростатического давления Сжатие воздуха в сосуде, погруженном в воду Рассмотрим следующую ситуацию. Пустую открытую стеклянную бутылку опускают в воду на глубину h. ? 1. Объясните, почему при погружении бутылки дном вниз воздух из нее выходит пузырьками и бутылка наполняется водой (рис. 46.1). ? 2. Почему при этом бутылка сразу тонет? ? 3. Объясните, […]...
37. Насыщенный пар 1. Испарение и конденсация Как вы знаете, жидкости испаряются, то есть превращаются в пар. Например, лужи после дождя высыхают. Испарение жидкости обусловлено тем, что некоторые ее молекулы благодаря толчкам своих «соседей» приобретают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы вырваться из жидкости. В результате испарения над поверхностью жидкости всегда находится пар, Это газообразное состояние вещества. Водяной […]...
38. План-конспект урока по физике. Тема: Температура и тепловое равновесие Цель урока: ввести понятие теплового равновесия, рассмотреть температуру как характеристику состояния теплового равновесия системы, познакомить учащихся со способами измерения температуры, обосновать необходимость газовой шкалы температур. Ход урока Проверка домашнего задания способом выполнения самостоятельной работы. Учащимся предложены задачи 2 – уровней сложности; выбирают уровень сложности по желанию. Задачи 1 – го уровня сложности. 1 Газ способен […]...
39. Измерение скоростей молекул газа Средняя скорость теплового движения молекул. Уравнение (2.9) дает возможность найти среднюю скорость теплового движения молекул. Подставляя в это уравнение получим выражение для среднего квадрата скорости: (2.11) Отсюда средняя скорость молекулы (точнее, средняя квадратическая скорость) равна: (2.12) Вычисляя по формуле (2.12) скорость молекул, например азота, при T = 0°C, получим: 500 м/с. Молекулы водорода при той […]...
40. Количество теплоты Изменить внутреннюю энергию газа в цилиндре можно не только совершая работу, но и нагревая газ (рис. 43). Если закрепить поршень, то объем газа не будет изменяться, но температура, а следовательно, и внутренняя энергия будут возрастать. Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называют теплообменом или теплопередачей. Энергию, переданную телу в результате […]...