Тепловий рух це хаотичний безладний рух атомів

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

Тепловий рух — це хаотичний (безладний) рух атомів, молекул та інших мікрочастинок, з яких складається тіло, швидкість яких залежить від його температури. Таким чином, пов'язуючи швидкість руху атомів і молекул з температурою, ми можемо сказати, що цей рух визначає тепловий стан тіла, тобто хаотичний рух мікрочастинок тіла є тепловим рухом.

Тепловий рух Атоми і молекули постійно перебувають у русі, тому вони мають кінетичну енергію. Внаслідок зіткнень між собою молекули мають різні швидкості, тому треба мати на увазі їхню середню кінетичну енергію, яка й визначає температуру тіла. Цей висновок, зроблений у XIX ст. Дж. Максвеллом, покладено в основу сучасної молекулярно-кінетичної теорії будови речовини.

Тепловий рух Інше припущення, висловлене видатним німецьким фізиком Л. Больцманом, про потенціальну енергію взаємодії атомів і молекул доповнює попередній висновок. Адже, згідно з атомно-молекулярним ученням, мікрочастинки також взаємодіють між собою. У газах — це короткочасні зіткнення. У рідинах і твердих тілах — тривала взаємодія, завдяки якій атоми, молекули або іони перебувають у відносно стабільних положеннях. Наявність внутрішньої енергії в усіх тіл зумовлена тепловим рухом і взаємодією атомів і молекул, з яких вони складаються.

Способи зміни внутрішньої енергії тіла Одним з найпоширеніших теплових процесів є передавання енергії від одних тіл іншим унаслідок теплообміну, коли більш нагріті тіла віддають теплоту менш нагрітим. Цей процес називається теплопередачею. Кількісно його характеризує фізична величина, що називається кількістю теплоти (позначається Q). Як і енергія, кількість теплоти вимірюється у джоулях (Дж)

Способи зміни внутрішньої енергії тіла У процесі теплопередачі відбувається підвищення чи зниження температури тіла або змінюється агрегатний стан речовини (плавлення твердих тіл, випаровування рідин тощо). Кількісно зміна внутрішньої енергії в результаті теплопередачі дорівнює кількості теплоти, яка передана тілу чи віддана ним: U = Q.

Способи зміни внутрішньої енергії тіла Інший спосіб зміни внутрішньої енергії пов'язаний із виконанням роботи. Зміна внутрішньої енергії дорівнює роботі, виконаній над тілом: U = А.

Способи зміни внутрішньої енергії тіла Численні дослідні факти і досвід показують, що існує лише два способи зміни внутрішньої енергії тіла - теплопередача і виконання роботи. Якщо ці два процеси здійснюються одночасно, то зміна внутрішньої енергії тіла дорівнюватиме сумі виконаної над тілом роботи і кількості переданої теплоти: U=А+Q

Перший закон термодинаміки У 1842 р. німецький природодослідник Р. Майєр теоретично встановив, а згодом у 1843 р. англійський учений Дж. Джоуль експериментальним шляхом виміряв еквівалентність значень кількості теплоти і роботи. За їхніми результатами було зроблено узагальнення щодо збереження енергії в природі: енергія в природі не виникає з нічого і не зникає безслідно; вона лише переходить з однієї форми в іншу. Пізніше цей закон природи набув логічної форми першого закону термодинаміки.

Перший закон термодинаміки Перехід термодинамічної системи з одного стану в інший характеризується зміною її внутрішньої енергії, яка дорівнює сумі роботи зовнішніх сил і кількості теплоти, наданої системі: U=А+Q

Вічні двигуни Надання термодинамічній системі певної кількості теплоти спричиняє зміну її внутрішньої енергії або виконання нею роботи, чи того й іншого. Останнє формулювання важливе з точки зору заперечення можливості вічного двигуна: не можна створити машину, яка б необмежено виконувала роботу, не отримуючи енергію ззовні. Ще в 1775 р Французька академія наук прийняла рішення не розглядати проекти вічних двигунів.

Теплові машини Людство навчилося використовувати теплову енергію, створивши теплові машини й двигуни. В основу їхньої дії покладено виконання механічної роботи за рахунок теплоти, яку вони отримують від нагрівача й частину якої віддають охолоджувачу.

Принцип дії теплової машини Нагрівач передає робочому тілу певну кількість теплоти, частина якої йде на використання роботи. Робочим тілом у тепловий машинах може бути газ або пара, які виконують роботу під час свого розширення внаслідок нагрівання. У парових турбінах це відбувається завдяки паровим котлам, у двигунах внутрішнього згоряння – внаслідок згорання паливної суміші, у реактивних двигунах – завдяки значній тепловіддачі палива під час стрімкого згорання. Виконуючи роботу, робоче тіло віддає певну частину кількості теплоти охолоджувачу, знижуючи свою температуру. Воно не може використати всю надану їй теплову енергію, оскільки частина її розсіюється в атмосфері внаслідок викидів відпрацьованої пари або вихлопнихгазів.

Холодильні машини Тепловою машиною є також холодильник, принцип дії якого ґрунтується на оборотності циклу теплової машини. Холодильна машина працює як тепловий насос: вона передає теплоту від холодного тіла до більше нагрітого. Це не суперечить законам термодинаміки, оскільки охолодження відбувається за рахунок виконаної роботи. Щоб холодильну машину привести в дію, необхідно над робочим тілом виконати роботу. Тоді нагрівачу передаватиметься більша кількість теплоти, ніж відбирається в охолоджувача. Таким чином, температура охолоджувача буде ще більше знижуватися, а температура нагрівача підвищуватиметься.

Скачать презентацию Тепловий рух це хаотичний безладний рух атомів

Тепловий рух.pptx

Количество слайдов: 13