Związek między temperaturą, a średnią energią kinetyczną...- Zadanie 6.3: Baza wiedzy - Fizyka

Rozwiązanie


wiedza podstawowa	ważne informacje - zapamiętaj!	ważny wzór - zapamiętaj!	kliknij i otwórz przykładowe zadanie

Temperatura, a ruch cząstek

Każdy obiekt materii, który nas otacza składa się z olbrzymiej liczby cząsteczek. Właściwości takiego ciała mocno zależą od oddziaływań jakie zachodzą pomiędzy cząsteczkami oraz ich ruchu.

Ze względu na położenie cząsteczek względem siebie odróżnia się trzy rodzaje materii:

ciało stałe - Cząsteczki są położone w stałej, niewielkiej odległości od siebie. Ruch cząsteczek jest ograniczony. Mogą drgań względem położenia równowagi.
ciecz - Odległości pomiędzy cząsteczkami są niewielkie, ale mogą poruszać się swobodnie po całej objętości.
gaz - Cząsteczki znajdują się w dużej odległości pomiędzy sobą i praktycznie w ogóle nie oddziałują ze sobą.

W wyniku chaotycznego ruchu cząsteczek możliwe jest samorzutne mieszanie się dwóch substancji. Zjawisko to nazywane jest dyfuzją.

Jak dobrze wiemy z mechaniki każde ciało o masie

m

, które porusza się z pewną szybkością

v

posiada energię kinetyczną. Pomimo tego, że cząsteczki z których składają się ciała mają bardzo małą masę to w wyniku chaotycznego ruchu posiadają pewną szybkość, a co za tym idzie, również pewną energię kinetyczną. Jednakże cząsteczki te poruszają się w sposób chaotyczny i wiele razy mogą ulec zderzeniom z innymi cząsteczkami dlatego definiuję się wielkość zwaną średnią energię kinetyczną cząsteczek.

Po przeprowadzeniu wielu eksperymentów dopiero w XVIII wieku dowiedziono, że temperatura ciała jest związana z ruchem cząsteczek, a dokładniej ze średnią energię kinetyczną cząsteczek.

Temperatura ciała jest związana ze średnią energią kinetyczną poruszających się cząsteczek z których się składa. Im energia kinetyczna poruszających się chaotycznie cząsteczek jest większa to również temperatura ciała jest większa.

Średnia energia kinetyczna cząsteczek jest związana z temperaturą i odwrotnie. Zależną tą opisuje wzór:

$\overline{E_{k}} = \frac{3}{2} k_{B} T$

gdzie:

$\overline{E_{k}}$ - średnia energia kinetyczna cząsteczek,

$k_{B}$ - stała Boltzmanna,

$T$ - temperatura ciała wyrażona w Kelwinach.

Mateusz Bajda

Nauczyciel fizyki

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.