Тепловое движение

Все тела состоят из молекул, которые находятся в непрерывном движении. При повышении температуры скорость движения молекул увеличивается, при понижении уменьшается. Следовательно, температура тела зависит от скорости движения молекул. Явления, связанные с нагреванием и охлаждением тел называются тепловыми.

Например, охлаждение воздуха, таяние льда. Каждая молекула в теле движется по очень сложной траектории. Так, например частицы газа движутся на больших скоростях в разных направлениях, сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда (рис. 1).

Рисунок 1- Тепловое движение, наблюдаемое под микроскопом

Молекулы газов беспорядочно движутся с большими скоростями (сотни м/с) по всему объему газа. Сталкиваясь, они отскакивают друг от друга, изменяя величину и направление скоростей.

Молекулы жидкости колеблются около равновесных положений (т.к. расположены почти вплотную друг к другу) и сравнительно редко перескакивают из одного равновесного положения в другое. Движение молекул в жидкостях является менее свободным, чем в газах, но более свободным, чем в твердых телах. В твердых телах частицы колеблются около положения равновесия. С ростом температуры скорость частиц увеличивается, поэтому хаотическое движение частиц принято называть тепловым.

Наиболее наглядным экспериментальным подтверждением представлений молекулярно-кинетической теории о беспорядочном тепловом движении атомов и молекул является броуновское движение – это движение мелких частиц, взвешенных в жидкости или газе. Броуновское движение обнаруживает большое сходство с диффузионным движением молекул и атомов. Беспорядочное движение мелких твёрдых частиц, находящихся в жидкости или газе, впервые в 1827 г. обнаружил при наблюдении в микроскоп английский ботаник Р. Броун. Это явление смогла объяснить лишь молекулярно-кинетическая теория на основе использования представлений о дискретном строении вещества и беспорядочном тепловом движении молекул (атомов). Молекулы жидкости или газа сталкиваются с твёрдой частицей и изменяют направление передаваемого ими импульса непостоянны во времени. Чем меньше размеры и масса частицы, тем более заметными становятся изменения её импульса во времени. Факт существования броуновского движения свидетельствует о молекулярном строение вещества и беспорядочном движении молекул. При нормальных условиях (давление не очень сильно отличается от атмосферного) плотности газов примерно в 1000 раз меньше плотностей жидкостей и твёрдых тел. Следовательно, расстояние между молекулами (атомами) в газах примерно в 10 раз больше, чем в жидкостях и твёрдых телах. Поэтому можно предположить, что в газах молекулы совершают поступательное движение от одного столкновения до другого. В жидкостях и твёрдых телах молекулы (атомы или ионы) в основном колеблются около некоторых положений равновесия, лишь изредка перескакивая из одного места в соседние, вакантные места. При этом в жидкостях таких вакансий много, и перескоки совершаются довольно часто - этим объясняется текучесть жидкостей. В твёрдых же телах таких вакансий мало, и перескоки совершаются редко. Эти предположения хорошо подтвердились в дальнейших исследованиях свойств вещества в разных агрегатных состояниях.

Пьезоэффект в полимерах
Прямой пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении электрических зарядов на поверхности диэлектрика и электрической поляризации внутри него при воздействии механических нагрузок или деформаций δ. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении деформаций диэлектрика пр ...

Проблемы модернизации профессионального образования и пути их решения
На сегодняшний день проявились такие глобальные проблемы человечества, как экологические, гуманитарные, информационные и другие угрозы. Глобализация задела все структуры человеческого бытия, все институты культуры, а также саму систему образования. Суть образования оказалась практически сведена к о ...

Теория Пиаже
Исследования Жана Пиаже называют клиническим подходом к пониманию мыслительных процессов у детей. По сути его метод состоял в свободной беседе с детьми различного возраста с целью выяснить особенности их восприятия и понятийного мышления от рождения до юношества. Среди основных понятий, которыми оп ...