Energia cinetică medie

Energia cinetică esteenergie, care este determinată de viteza de mișcare a diferitelor puncte care aparțin acestui sistem. În acest caz, este necesar să se facă distincția între energia care caracterizează mișcarea de translație și mișcarea de rotație. În acest caz, energia cinetică medie este diferența medie între energia totală a întregului sistem și energia de odihnă, adică, în esență, magnitudinea lui este valoarea medie a energiei potențiale.

Valoarea sa fizică este determinată de formula 3/ KT 2, în care marca: T - temperatura, k - constanta Boltzmann. Această valoare poate servi drept criteriu de comparație (referință) pentru energia conținută în diferite tipuri de mișcare termică. De exemplu, energia cinetică medie a moleculelor de gaz în studiul mișcării de translație, este 17 (- 10) nJ la o temperatură a gazului de 500 ° C, de regulă, la cele mai mari electroni de energie au o mișcare de translație, dar energia ionilor și atomilor neutri și semnificativ mai puțin.

Această valoare, dacă luăm în considerare orice soluție, gaz sau lichid, care este la o anumită temperatură, are o valoare constantă. Această afirmație este valabilă și pentru soluțiile coloidale.

Oarecum diferită este cazul cu solidsubstanțe. În aceste substanțe, energia cinetică medie a oricărei particule este prea mică pentru a depăși forțele de atracție moleculară și, prin urmare, poate face doar o mișcare în jurul unui anumit punct care fixează condiționat o anumită poziție de echilibru a particulei pe o perioadă lungă de timp. Această proprietate și permite ca substanța solidă să fie suficient de stabilă în formă și volum.

Dacă luăm în considerare condițiile: mișcare de translație și de gaz ideal, aici energia cinetică medie nu este dependentă de greutatea moleculară de valoare și, prin urmare, este definită ca o valoare direct proporțională cu temperatura absolută.

Toate aceste judecăți pe care le-am făcut cupentru a arăta că acestea sunt valabile pentru toate tipurile de stări de agregare ale materiei - în oricare dintre aceste temperatură servește ca principalele caracteristici, care reflectă dinamica și intensitatea mișcării termice a elementelor. Și aceasta este esența teoriei și conținutul conceptului de echilibru termic molecular-cinetice.

După cum se știe, dacă vin două corpuri fiziceîn interacțiune unul cu celălalt, apoi apare un proces de schimb de căldură între ele. În cazul în care organismul este un sistem închis, care este, nu interacționează cu oricare dintre organismele, procesul de transfer de căldură va lua la fel de mult timp necesar pentru a alinia temperatura corpului și a mediului. O astfel de stare este numită echilibru termodinamic. Această concluzie a fost confirmată în repetate rânduri de rezultatele experimentelor. Pentru a determina energia cinetică medie, trebuie să se facă referire la caracteristicile temperaturii unui corp dat și ale proprietăților sale de schimb termic.

De asemenea, este important să se țină seama de faptul că microprocesele din interiorcorpurile nu se sfârșesc chiar și atunci când corpul intră într-un echilibru termodinamic. În această stare, moleculele se mișcă, își schimbă viteza, impactul și coliziunea în corpuri. Prin urmare, numai una din câteva dintre afirmațiile noastre este satisfăcută: volumul corpului, presiunea (dacă este un gaz) pot fi diferite, dar temperatura va rămâne constantă. Aceasta confirmă din nou afirmația că energia cinetică medie a mișcării termice în sistemele izolate este determinată exclusiv de indicele de temperatură.

Acest model a fost stabilit în cursul experimentelor de către J. Charles în 1787. Prin experimente, se observă că, atunci când încălzirea corpuri (gaze) cu aceeași valoare, presiunea lor este modificată în conformitate cu legea direct proporțională. Această observație a făcut posibilă crearea mai multor dispozitive utile și articole, în special - termometrul cu gaz.