Физика: Тепловое движение — различия между версиями
Msu05 (обсуждение | вклад) (→Библиография) |
Msu05 (обсуждение | вклад) (→Библиография) |
||
| Строка 162: | Строка 162: | ||
---- | ---- | ||
</div> | </div> | ||
| − | |||
*Искры небо прожигают, А до нас не долетают. | *Искры небо прожигают, А до нас не долетают. | ||
| Строка 171: | Строка 170: | ||
---- | ---- | ||
</div> | </div> | ||
| − | |||
*Два арапа – родные братья, Ростом по колено, Везде с нами гуляют, От мороза защищают. | *Два арапа – родные братья, Ростом по колено, Везде с нами гуляют, От мороза защищают. | ||
| Строка 180: | Строка 178: | ||
---- | ---- | ||
</div> | </div> | ||
| − | |||
*Зимой нет теплее, Летом нет холоднее. | *Зимой нет теплее, Летом нет холоднее. | ||
| Строка 189: | Строка 186: | ||
---- | ---- | ||
</div> | </div> | ||
| − | |||
*Под окошком гармонь, Горяча, как огонь. | *Под окошком гармонь, Горяча, как огонь. | ||
| Строка 230: | Строка 226: | ||
<div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric" style="background-color:lightgrey;">Интересные вопросы</div> | <div class="large-10 small-10 large-centered small-centered columns rubric" style="background-color:lightgrey;">Интересные вопросы</div> | ||
</div> | </div> | ||
| − | # Как объяснить явление, выражаемое словами «дым тает в воздухе»? | + | # Как объяснить явление, выражаемое словами «дым тает в воздухе»? |
| − | # Почему сливки на молоке отстаиваются быстрее в холодном помещении? | + | |
| − | # Почему в горячей воде сахар растворяется скорее, чем в холодной? | + | <div class="mw-customtoggle-v1 resettext button17">Правильный ответ</div> |
| − | + | <div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-v1"> | |
| − | + | Частицы дыма участвуют в броуновском движении и постепенно удаляются друг от друга, отчего плотность дыма уменьшается | |
| − | + | ---- | |
| − | + | </div> | |
| + | |||
| + | |||
| + | # Почему сливки на молоке отстаиваются быстрее в холодном помещении? | ||
| + | |||
| + | <div class="mw-customtoggle-v2 resettext button17">Правильный ответ</div> | ||
| + | <div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-v2"> | ||
| + | Из-за ослабления броуновского движения капелек масла | ||
| + | ---- | ||
| + | </div> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | # Почему в горячей воде сахар растворяется скорее, чем в холодной? | ||
| + | <div class="mw-customtoggle-v3 resettext button17">Правильный ответ</div> | ||
| + | <div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-v3"> | ||
| + | С ростом температуры увеличивается скорость диффузии | ||
| + | ---- | ||
</div> | </div> | ||
| + | |||
| + | # Почему шар, выточенный из сырого дерева и покрытый лаком, сохраняется целым, в то время как точно такой же шар, не покрытый лаком, растрескивается? | ||
| + | <div class="mw-customtoggle-v4 resettext button17">Правильный ответ</div> | ||
| + | <div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-v5"> | ||
| + | Через пленку лака пары воды диффундируют медленнее, дерево «просыхает» равномерно по всей толще, и шар не растрескивается | ||
| + | ---- | ||
| + | </div> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | # Отчего трудно отвинтить гайку, долгое время находящуюся в туго завинченном состоянии, несмотря на то, что болт и гайка сделаны из нержавеющего металла? | ||
| + | <div class="mw-customtoggle-v5 resettext button17">Правильный ответ</div> | ||
| + | <div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-v5"> | ||
| + | При длительном плотном соприкосновении атомы гайки и болта из-за диффузии перемешиваются на границе, приводя к соединению | ||
| + | ---- | ||
| + | </div> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | # За счет какой энергии возможны капиллярные явления? | ||
| + | <div class="mw-customtoggle-v6 resettext button17">Правильный ответ</div> | ||
| + | <div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-v6"> | ||
| + | Работа по изменению уровня жидкости в капилляре совершается за счет энергии взаимодействия молекул | ||
| + | ---- | ||
| + | </div> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | # Подумайте, как изменилось бы давление в сосуде с реальным газом, если бы внезапно исчезли силы притяжения между его молекулами? | ||
| + | <div class="mw-customtoggle-v7 resettext button17">Правильный ответ</div> | ||
| + | <div class="mw-collapsible mw-collapsed" id="mw-customcollapsible-v7"> | ||
| + | Давление увеличилось бы | ||
| + | ---- | ||
| + | </div> | ||
| + | </div> | ||
<!-- третий элемент сайдбара пословицы и поговорки --> | <!-- третий элемент сайдбара пословицы и поговорки --> | ||
| Строка 247: | Строка 291: | ||
1. Золото в огне не плавится .(осетинская) | 1. Золото в огне не плавится .(осетинская) | ||
| − | 2. | + | 2. Подо льдом тёплой воды не бывает. (осетинская) |
3. Ветер снег съедает.(русская) | 3. Ветер снег съедает.(русская) | ||
| − | 4. | + | 4. Весной дождь парит, осенью мочит. .(русская) |
5. В руках кузнеца железо струится как вода.(узбекская) | 5. В руках кузнеца железо струится как вода.(узбекская) | ||
Версия 15:19, 18 марта 2018
Известно, что вода, оставленная в открытом сосуде, через некоторое время испариться. Это явление возможно только при движении молекул. Распространение запаха духов, эфира и других пахучих веществ также убеждает нас в том, что молекулы вещества находятся в движении.
В результате движения молекулы одного вещества проникают в другое вещество. Это явление называют диффузией. Распространение запахов представляет собой диффузию в газах. Диффузию можно наблюдать также в жидкостях и твёрдых телах.
Диффузия в жидкостях происходит значительно медленнее, чем в газах, так как молекулы в жидкости расположены ближе друг к другу, чем в газах.
Ещё ближе друг к другу расположены молекулы в твёрдых телах. Поэтому диффузию в твёрдых телах можно обнаружить лишь через несколько лет.
Убедительным доказательством движения молекул служит явление, называемое броуновским движением.
При нагревании увеличивается скорость как броуновского движения, так и диффузии. Следовательно, с повышением температуры увеличивается скорость движения частиц, из которых состоят тела.
Давление газа объясняется ударами его молекул о стенки сосуда, в котором находится газ. При уменьшении объема газа его давление увеличивается. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы газа. Следовательно,
- во-первых, чаще происходят удары молекул о стенки сосуда;
- во-вторых, средняя сила удара каждой молекулы о стенку становится больше.
Это приводит нас к еще одному важному заключению.
При увеличении температуры газа его давление увеличивается.
Молекулы могут перемещаться в веществе потому, что между ними есть промежутки.
Наиболее плотно расположены молекулы и атомы в твёрдых телах. В жидкостях промежутки между молекулами несколько больше, чем в твёрдых телах, и ещё больше в газах. Например, водяной пар при обычных условиях занимает объём в 1800 раз больший, чем вода.
Молекулы (атомы) вещества всегда находятся в постоянном беспорядочном движении независимо от того, имеем ли мы дело с твердым, жидким или газообразным состоянием вещества. Это движение обусловливает собой наличие в любом веществе внутренней кинетической энергии, которая связана с температурой вещества. Поэтому, беспорядочное движение, в котором всегда находятся молекулы {атомы), называется тепловым.
В зависимости от условий тела могут находиться в различных агрегатных состояниях.
Молекулы взаимодействуют друг с другом. Частицы вещества одновременно и притягиваются, и отталкиваются друг от друга, и по этой причине располагаются на определенных расстояниях друг от друга. Силы взаимодействия частиц вещества принято называть молекулярными. Молекулярные силы у разных веществ различны. Этим объясняются различия многих свойств веществ. Действие молекулярных сил возможно лишь на очень малых расстояниях, сравнимых с размерами самих частиц вещества.
Фазами вещества называют его однородные части, различающиеся по физическим свойствам, отделенные друг от друга границами раздела. Лед и вода, в которой он плавает, — пример твердой и жидкой фазы. Вода и водяной пар в чайнике — пример жидкой и газообразной фазы. Переход из одного агрегатного состояния в другое называется фазовым переходом.
Проявлением молекулярного движения служат тепловые явления.
Парообразование вещества − переход вещества из жидкого состояния в газообразное.
Различают два вида парообразования: испарение и кипение.
Испарение − парообразование с поверхности жидкости, происходящее при любой температуре.
Скорость испарения зависит от: • температуры; • площади поверхности; • рода жидкости; • ветра.
Кипение − парообразование по всему объему жидкости, которое происходит только при определенной температуре, называемой температурой кипения. Каждое вещество имеет свою температуру кипения. Конденсация вещества − переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Она происходит только при определенной температуре, совпадающей с температурой кипения. Плавление вещества − переход вещества из твердого состояния в жидкое. Плавление происходит только при определенной температуре, называемой температурой плавления. Кристаллизация (затвердевание) вещества − переход вещества из жидкого состояния в твердое. Она происходит только при определенной температуре, совпадающей с температурой плавления. Теплопередача — процесс передачи теплоты.
Существуют три вида теплопередачи: • теплопроводность — теплопередача от более нагретых участков твердых тел к менее нагретым; • конвекция — передача теплоты струями жидкостей или газов; • излучение — передача теплоты посредством электромагнитных волн.
Поскольку температура является физической величиной, то её можно и нужно измерить. Для измерения температуры используется прибор, который называется термометр. Первый термометр (а, точнее, его аналог) изобрёл Галилео Галилей. Изобретение Галилея, которое он представил своим студентам на лекциях в университете в конце XVI века (1597 г.), было названо термоскопом.
Любой термометр основан на следующем принципе: изменение физических свойств веществ в зависимости от температуры.
Экспериментальным подтверждением непрерывного движения атомов и молекул в веществе является броуновское движение и диффузия.
.jpg)
.jpg)
Как объясняется диффузия? Частицы веществ, беспорядочно двигаясь, проникают в промежутки друг между другом, что и означает самостоятельное смешивание веществ – диффузию.
Запах духов или бензина довольно быстро распространяется по комнате или гаражу. Так происходит потому, что духи и бензин испаряются – переходят в газообразное состояние, а диффузия в газах происходит быстро: за секунды-минуты. Заметно медленнее диффузия идёт в жидкостях: недели–месяцы, а в твёрдых телах – очень медленно: годы–столетия.
.jpg)
Зависимость давления газа от объема и температуры часто используется в технике и в быту. Если требуется перевезти значительное количество газа из одного места в другое, или когда газы необходимо длительно хранить, их помещают в специальные прочные металлические сосуды. Эти сосуды выдерживают высокие давления, поэтому с помощью специальных насосов (компрессоров) туда можно закачать значительные массы газа, которые в обычных условиях занимали бы в сотни раз больший объем.
Поскольку давление газов в баллонах даже при комнатной температуре очень велико, их ни в коем случае нельзя нагревать (например, держать под прямыми лучами солнца) или любым способом пытаться сделать в них отверстие даже после использования.
Давление газов объясняется подвижностью молекул газа и ударами молекул о стенки сосудов, в которых газы заключены. Давление газа зависит от того, какой объем занимает данный газ, от его температуры и массы.
Глоссарий
ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ — беспорядочное (хаотическое) движение атомов и молекул, из которых состоят все тела. Все молекулы любого вещества непрерывно и беспорядочно (хаотически) движутся.
ТЕМПЕРАТУРА – это мера «нагретости» тела.
БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ − тепловое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе. Броуновское движение происходит из-за того, что все жидкости и газы состоят из атомов или молекул — мельчайших частиц, которые находятся в постоянном хаотическом тепловом движении, и потому непрерывно толкают броуновскую частицу с разных сторон. Броуновское движение вечное и никогда не прекращается.
ДИФФУЗИЯ− явление проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого. Чем выше температура, тем быстрее происходит диффузия.
ЗАКОН ПАСКАЛЯ гласит: "Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку жидкости или газа одинаково по всем направлениям". Это утверждение объясняется подвижностью частиц жидкостей и газов во всех направлениях.
Библиография
- Тепловое движение молекул. https://tula-term.ru/informaciya/books/vakuumnye-tehnologii-ep-sheshin/teplovoe-dvizhenie-molekul/
- Броуновское движение https://ru.wikipedia.org/wiki/Броуновское_движение
- Движение частиц веществ http://www.fizika.ru/kniga/index.php?mode=paragraf&theme=07&id=7030
- Тепловое движение. Броуновское движение. Температура. Температурные шкалы. Термоскоп. http://class-fizika.narod.ru/8_1a.htm
- В каких технических устройствах используется закон Паскаля. http://class-fizika.narod.ru/7_paskal.htm
- Урок-обобщение по теме "Тепловые явления" http://открытыйурок.рф/статьи/616441
- Тепловое расширение тел. http://www.plisa.by/jdownloads/phiz/fizika_dlya_chainikov.pdf
- Учет теплового расширения в технике http://www.fizika.ru/fakultat/index.php?theme=6&id=6218
- Нагреть льдом. Загадки - http://gadaika.ru/fizika?page=5
- Интеллектуальная игра – конкурс ФИЗИКА ВОКРУГ НАС по теме «Тепловые явления» http://gigabaza.ru/doc/56452.html
- Микроопыт http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._Лед,_вода_и_пар
- Вопросы и задачи http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._Движение_молекул
екоторые банки с закручивающими крышками могут тяжело открываться. Когда нужно открутить крышку от банки с арахисовым маслом или маринованными огурчиками, то эта работа вообще доводит до бешенства. Практичные хозяйки обливают горячей водой крышки банок. Дело в том, что под действием горячей воды крышки расширяются, и тогда намного легче откручивать крышку от банки.
Общеизвестно, что вещество обычно расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении, т.е. происходит тепловая деформация тела под действием молекулярных сил в процессе нагревания и охлаждения. Это явление объясняется тем, что в нагреваемых телах молекулы начинают быстрее сталкиваться друг с другом, что и приводит к расширению тела.
Интересно, что некоторые твердые тела при нагревании сжимаются. К примеру, лед в действительности сжимается, если поднять его температуру от 0°С до 4°С, так как лед приобретает другую кристаллическую структуру.
Новость не слишком приятная: если автоцистерну емкостью 20000 л заполнить до краев холодным бензином, то на солнцепеке около 190 л разогретого бензина могут пролиться наружу.
Тепловое расширение надо обязательно учитывать при термообработке и при термическом способе изготовления деталей и оборудования, при строительстве машин, трубопроводов, электрических линий, мостов, зданий, подверженных температурным изменениям.
- «Я под мышкой посижу и что делать укажу: или уложу в кровать, или разрешу гулять».
ртемомрет
- Искры небо прожигают, А до нас не долетают.
ыроетем
- Два арапа – родные братья, Ростом по колено, Везде с нами гуляют, От мороза защищают.
игопас
- Зимой нет теплее, Летом нет холоднее.
бергоп
- Под окошком гармонь, Горяча, как огонь.
яератаб яинелпото
Выпустите из яйца его содержимое через маленькое отверстие в остром конце. Залепите дырочку воском или пластилином, к которому прикрепите на нитке грузик. Массу грузика надо подобрать так, чтобы он удерживал скорлупу почти у дна высокой банки с водой комнатной температуры.
Если вынести банку на мороз, то через некоторое время ваш «прибор» всплывет, но вскоре опустится. Если теперь внести банку в комнату, то скорлупа вновь проделает свой путь вверх-вниз. Объясните это.
Вода имеет наибольшую плотность при +4 °C . При охлаждении (или нагревании) воды до этой температуры скорлупа будет всплывать, а при дальнейшем понижении (или повышении) температуры - погружаться.
- Как объяснить явление, выражаемое словами «дым тает в воздухе»?
Частицы дыма участвуют в броуновском движении и постепенно удаляются друг от друга, отчего плотность дыма уменьшается
- Почему сливки на молоке отстаиваются быстрее в холодном помещении?
Из-за ослабления броуновского движения капелек масла
- Почему в горячей воде сахар растворяется скорее, чем в холодной?
С ростом температуры увеличивается скорость диффузии
- Почему шар, выточенный из сырого дерева и покрытый лаком, сохраняется целым, в то время как точно такой же шар, не покрытый лаком, растрескивается?
Через пленку лака пары воды диффундируют медленнее, дерево «просыхает» равномерно по всей толще, и шар не растрескивается
- Отчего трудно отвинтить гайку, долгое время находящуюся в туго завинченном состоянии, несмотря на то, что болт и гайка сделаны из нержавеющего металла?
При длительном плотном соприкосновении атомы гайки и болта из-за диффузии перемешиваются на границе, приводя к соединению
- За счет какой энергии возможны капиллярные явления?
Работа по изменению уровня жидкости в капилляре совершается за счет энергии взаимодействия молекул
- Подумайте, как изменилось бы давление в сосуде с реальным газом, если бы внезапно исчезли силы притяжения между его молекулами?
Давление увеличилось бы
1. Золото в огне не плавится .(осетинская)
2. Подо льдом тёплой воды не бывает. (осетинская)
3. Ветер снег съедает.(русская)
4. Весной дождь парит, осенью мочит. .(русская)
5. В руках кузнеца железо струится как вода.(узбекская)
6. Суши зерно, пока солнце высоко.(индонезийская)
7. Когда вода кипит, пар идёт горячий.(монгольская)
8. Солнце красно поутру- моряку не по нутру.(английская)
9. И металл плавится, и камень испаряется.(японская)
10. После дождя бывает прохладно, после сказанной лжи- стыдно. (монгольская)
11. Всякое случается: иногда и камень потом обливается. (бенгальская)
12. Что в юности узнал – на камне выбито, что в старости узнал – на льду написано. (узбекская)
13. Туман съедает снег.(русская)
14.Снег – одеяло для пшеницы (китайская).
15.Быстро нагревается - быстро остывает (японская).
16.Шилом моря не нагреешь (французская).
17.Водопад льдом не покроется (финская).
18.Не спеши есть горячую кашу с середины, а бери спокойно с краю (тайская).