Температура и движение на частиците в помощниците за учене на речник по физика
Всички вещества се състоят от частици (атоми, молекули), които се движат с различна скорост. Силата на движението на частиците зависи от състоянието на агрегация и температурата. Прилага се следното:
Колкото по-висока е температурата на тялото, толкова по-бурно се движат частиците от веществото, изграждащо тялото. Количествените връзки се получават чрез свързване на основното уравнение на теорията на кинетичния газ с уравнението на състоянието на идеалния газ. Съществуват следните връзки между температурата на идеалния газ и неговата кинетична енергия или скорост:
E ¯ k i n = 3 2 k ⋅ T или 1 2 m ⋅ v 2 ¯ = 3 2 k ⋅ T
Температурни скали
# Температура # Топлина # Скала на Келвин # Термометър # Целзий # Целзиева скала
Модел на частици
# Модел на частици # атоми # състояния на материята # взаимодействия
Когато температурата е намалена, частиците се движат по-малко бурно и почти никак при много ниски температури. Най-ниската възможна температура е тази, при която частиците вече не се движат. Тази температура се нарича абсолютна нула. Това е 0 K или -273,15 ° C. Тази абсолютна нулева точка е и отправна точка за скалата на Келвин, разработена от английския натуралист ЛОРД КЕЛВИН (1834-1907). KELVIN намери абсолютна нула чрез теоретични съображения за връзката между температурата и движението на частиците. Междувременно експериментите успяха да генерират температури, близки до абсолютната нула в лабораторията.
Температура и кинетична енергия на частиците
За идеалния газ връзките между температурата и движението на частиците също могат да бъдат записани под формата на уравнение.
За идеалния газ основното уравнение на теорията за кинетичния газ се прилага под формата:
p ⋅ V = 2 3 N ⋅ E ¯ род (1)
В същото време уравнението на състоянието за идеалния газ се прилага и под формата:
p ⋅ V = N ⋅ k ⋅ T (2)
Ако дясните страни на уравненията (1) и (2) се приравнят, се получава:
2 3 N ⋅ E ¯ kin = N ⋅ k ⋅ T и чрез съкращаване и пренареждане: E ¯ kin = 3 2 k ⋅ T (3) E ¯ kin средна кинетична енергия на частица k BOLTZMANN постоянна T абсолютна температура
Това означава:
Абсолютната температура на тялото е мярка за средната кинетична енергия на неговите частици. Прилага се T ∼ E ¯ роднина .
С намаляването на абсолютната температура подвижността на атомите или молекулите също намалява. При абсолютна нула (T = 0) кинетичната енергия на частиците е нула.
Споменатите съотношения се прилагат и за двуатомен газ, тъй като за такъв газ в уравнение (3) само коефициентът 3/2 трябва да бъде заменен с коефициент 5/2.
Температура и скорост на частиците
За идеален газ се прилага връзката между кинетичната енергия и скоростта на частиците:
E ¯ kin = 1 2 m ⋅ v 2 ¯
Ако приравните дясната страна на това уравнение с дясната страна на гореспоменатото уравнение (3), ще получите:
1 2 m ⋅ v 2 ¯ = 3 2 k ⋅ T или m ⋅ v 2 ¯ = 3 k ⋅ T
Това означава:
Абсолютната температура на тялото е мярка за средния квадрат на скоростта на неговите частици. Прилага се следното: T ∼ v 2 ¯
Колкото по-бързо се движат частиците средно, толкова по-висока е абсолютната температура.