トピック「熱運動」を研究するには、繰り返す必要があります。
私たちの身の回りの世界では、さまざまな 物理現象、体温の変化に直接関係しています。
子供の頃から、湖の水は最初は冷たく、それからかろうじて暖かくなり、しばらくすると水泳に適したものになることを覚えています。
「寒い」、「暑い」、「少し暖かい」などの言葉で、体のさまざまな程度の「熱さ」、または物理学の言葉で言えば、体のさまざまな温度を定義します。
夏と晩秋の湖の温度を比較すると、その違いは明らかです。 温水の温度は、氷水の温度よりもわずかに高くなります。
知られているように、より多くの 高温より速く起こります。 このことから、分子の移動速度と温度は深く結びついていることがわかります。
実験: グラスを 3 つ用意して、冷たいもの、温かいもの、冷たいものを入れます。 お湯、各グラスにティーバッグを入れて、水の色がどのように変化するかを観察しますか? この変化はどこで最も集中的に起こりますか?
温度を上げると分子の移動速度が上がり、下げると下がります。 したがって、次のように結論付けます。 体温は、分子の移動速度に直接関係しています。
温水は、冷水とまったく同じ分子で構成されています。 それらの違いは、分子の移動速度だけです。
体の加熱または冷却、温度の変化に関連する現象は、熱と呼ばれます。 これらには、液体だけでなく、気体および固体の空気の加熱または冷却も含まれます。
熱現象の他の例: 金属の融解、融雪。
あらゆる物体の根幹である分子や原子は、無秩序に無限に運動しています。 さまざまな体の分子の動きは、さまざまな方法で発生します。 気体の分子は、非常に複雑な軌道に沿って高速でランダムに移動します。衝突すると、互いに跳ね返り、速度の大きさと方向が変わります。
液体分子は平衡位置の周りで振動し (互いにほぼ近接しているため)、ある平衡位置から別の平衡位置にジャンプすることは比較的まれです。 液体中の分子の動きは、気体よりも自由ではありませんが、固体よりも自由です。
固体では、分子と原子は特定の平均位置を中心に振動します。
温度が上がると粒子の速度が上がり、 それが理由です 粒子の無秩序な運動は通常、熱と呼ばれます。
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エッフェル塔の正確な高さは? そしてそれは周囲温度に依存します！
実際、タワーの高さは12センチも変動します。
梁の温度は摂氏 40 度に達することもあります。
そしてご存知のように、物質は高温の影響下で膨張する可能性があります。
ランダム性は、熱運動の最も重要な特徴です。 分子の動きの最も重要な証拠の 1 つは、拡散とブラウン運動です。 (ブラウン運動は、液体中の最小の固体粒子が分子衝突の影響を受ける運動です。観測が示すように、ブラウン運動は止めることができません)。 ブラウン運動は、イギリスの植物学者ロバート・ブラウン (1773-1858) によって発見されました。
絶対に体のすべての分子が分子と原子の熱運動に参加しているため、熱運動の変化により、体自体の状態、そのさまざまな特性も変化します。
水の性質が温度によってどのように変化するかを考えてみましょう。
体温は、分子の平均運動エネルギーに直接依存します。 明らかな結論を導き出します。体の温度が高いほど、その分子の平均運動エネルギーが大きくなります。 逆に、体温が低下すると、その分子の平均運動エネルギーが低下します。
温度 - 体の熱状態を特徴付ける値、または体の「加熱」の尺度。
物体の温度が高いほど、その原子と分子が平均して持つエネルギーが高くなります。
温度が測定されます 体温計、つまり 温度測定器
温度は直接測定されません！ 測定値は温度に依存します！
現在、液体温度計と電気温度計があります。
現代の液体温度計では、これはアルコールまたは水銀の量です。 体温計が体温を測る！ また、温度計で他の物体の温度を測定したい場合は、物体と温度計の温度が等しくなるまでしばらく待つ必要があります。 体温計と体の間に熱平衡が生じます。 家庭用体温計「体温計」は、患者の体温を正確に測定するのに時間がかかります。
これは熱平衡の法則です。
孤立した物体のどのグループでも、しばらくすると温度が同じになります。
それらの。 熱平衡状態が発生します。
体温は体温計で測定され、ほとんどの場合、体温で表されます。 摂氏(°C)。 他の測定単位もあります: 華氏、ケルビン、レオミュール。
ほとんどの物理学者はケルビン スケールで温度を測定します。 摂氏 0 度 = ケルビン 273 度
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液体状態の物質の分子の熱運動は、結晶状態および気体状態の物質の運動に似ています。 結晶では、分子の熱運動は主に平衡位置を中心とした分子の振動で表され、実質的に時間とともに変化しません。 気体中の分子の熱運動は、主に並進運動と回転であり、その方向は衝突で変化します。
物質の分子が基板表面で熱的に移動することをマイグレーションと呼びます。 移動中に、分子の衝突の可能性が現れます.2つ、それより少ない頻度で3つです。 衝突する分子は、ファン デル ワールス力の作用で結合します。 したがって、ダブレットとトリプレットが形成されます。 それらは、表面との結合が著しく強いため、単一分子よりも脱着が困難です。 これらの形成は、その後の沈降分子の凝縮中の活性中心です。
体の物質の分子の熱運動はそれらの秩序だった配列に違反するため、磁化は温度の上昇とともに減少します。
体の物質の分子の熱運動はそれらの秩序だった配列に違反するため、磁化は温度の上昇とともに減少します。 この体が外部フィールドから取り除かれると、分子の無秩序な動きが完全な消磁につながります。
飽和蒸気圧は、特定の温度で気相にある物質の分子の熱運動によって作成されます。
気体状態は、物質の分子の熱運動のエネルギーがそれらの相互作用のエネルギーを超えるときに発生します。 この状態の物質の分子は、直線的な並進運動を獲得し、物質の個々の特性が失われ、すべてのガスに共通のガス交換の法則に従います。 さまざまな体独自の形状を持たず、外力にさらされたり、温度が変化したりすると、簡単に体積が変化します。
絶対零度 (0 K) は、物質の分子の熱運動の停止によって特徴付けられ、0 C より 273 16 C 低い温度に対応します。
物質の運動理論により、圧力と物質分子の熱運動の運動エネルギーとの間の関係を確立することが可能になります。
分子の内部運動が外部熱運動に関連している場合、分子の熱運動に影響を与える要因を考慮せずに、この関係を研究せずに、物質の特性、その化学的挙動を理解することは不可能です物質 (温度、圧力、媒体など) と、この熱運動を通じて、個々の分子の内部運動の状態にも影響を与えます。
このように、どんな物質でも気体から液体に移行できることがわかりました。 しかし、それぞれの物質は、特定の温度、いわゆる臨界温度 Tk を下回る温度でのみ、このような変換を経験できます。 臨界温度を超えると、物質はどんな圧力でも液体にも固体にもなりません。 明らかに、臨界温度では、物質の分子の熱運動の平均運動エネルギーは、液体または固体でのそれらの結合のポテンシャルエネルギーを超えています。 異なる物質の分子間に作用する引力は異なるため、それらの結合のポテンシャルエネルギーは同じではありません。したがって、異なる物質の臨界温度の値も異なることがわかります。
緩和時間 1 と T2 は定数として上記に導入されており、これは経験から決定する必要があります。 さまざまな物質について測定された7の値は、常磁性塩の溶液のK）4秒から数秒までの広い範囲にあります。 実験データは、緩和時間の値と、物質の分子の熱運動の構造および性質との間の密接な関係を示しています。
絶対温度T、Kは、体の加熱の程度を特徴付けます。 特に、国際実用摂氏温度スケールの構築に役立つ初期値として、温度の起源とその測定単位 - 度、氷の融解温度 (0 C)、および水の沸点を確立します。 (100 C) 通常の大気圧で撮影されます。 0 C を超える温度は正と見なされ、0 C 未満の温度は負と見なされます。 SI 単位系では、温度の計算は熱力学的ケルビン スケールの絶対零度から行われます。 このスケールの絶対零度 (0 K) は、物質の分子の熱運動の停止によって特徴付けられ、摂氏スケールの -273 15 C の温度に対応します. したがって、両方のスケールは開始点のみが異なります.参考程度で、分割価格（度）は同じです。
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チケット番号17
- 物質の構造に関する原子論的仮説とその実験的証拠。 理想気体モデル。 絶対温度。 粒子の熱運動の平均運動エネルギーの尺度としての温度。
- 光の反射と屈折の法則; 全反射; レンズ; 薄いレンズ式; 光デバイス。
を。 1.すべての物質は分子で構成されており、その間にギャップがあります。 証拠: 1. オブジェクトを壊すと、切り口が荒くなります。 2. どんな体も常に圧縮される可能性があります - これは分子間のギャップによるものです。
b. すべての分子は、無秩序な連続運動をしています。 証明: 1. 拡散 - 物質同士が混ざり合う現象。 2つの物質を組み合わせると、しばらくすると混合せずに混合します（例：キュウリのピクルス）。 2. ブラウン運動は、液体または気体に浮遊する大きな粒子の運動です。 (例: ほこりの粒子が空気中で「踊る」 - これは、空気分子が連続的かつランダムに移動し、分子をノックダウンするためです)。
c. 同時に、分子間には引力と反発力が存在します (例: トランポリン、車のスプリングなど)。
理想気体は物理学のモデルです。 理想気体は、容器の壁から壁へと飛んでいく分子が他の分子と衝突しない容器内の気体です。
MKT の基本方程式は、ガス システムの巨視的なパラメーター (圧力、体積、温度) と微視的なパラメーター (分子量、それらの移動の平均速度) を結び付けます。
濃度は 1/mol です。 - 分子の質量、kg; - 分子の二乗平均速度、m/s; - 分子運動の運動エネルギー、J.
絶対温度 - K (ケルビン) で測定
絶対零度とは、摂氏マイナス 273 度に等しい温度であり、この温度ではすべての動きが停止するはずです。
理想気体モデルは、気体状態の物質の性質を説明するために使用されます。 気体は、次の場合に理想的であると見なされます。
B）ガスは非常に希薄です。 分子間の距離が長い より多くのサイズ分子自体;
C) ボリューム全体の熱平衡が即座に達成されます。 実在気体が理想的な特性を獲得するために必要な条件は、実在気体の適切な希薄化によって実行されます。 一部の気体は、室温および大気圧であっても、理想気体とほとんど変わりません。 理想気体の主なパラメータは、圧力、体積、および温度です。
MKT の最初の重要な成功の 1 つは、容器の壁にかかるガスの圧力を定性的および定量的に説明したことです。 定性的な説明は、ガス分子が血管壁に衝突すると、力学の法則に従って弾性体として相互作用し、その衝撃を血管壁に伝達することです。
分子動力学理論の基本的な規定の使用に基づいて、理想気体の MKT の基本方程式が得られました。
これは次のようになります: 、ここで、p は理想気体の圧力、m0 は分子の質量、平均値
分子の濃度、分子の速度の 2 乗。
理想気体分子の並進運動の運動エネルギーの平均値を表す
基本方程式を得る
次の形式の理想気体の MKT:
しかし、気体の圧力だけを測定しただけでは、分子の運動エネルギーの平均値や分子の濃度を個別に知ることはできません。 したがって、気体の微視的なパラメーターを見つけるには、分子の平均運動エネルギーに関連する他の物理量を測定する必要があります。 この量が温度です。 温度は、熱力学的平衡状態 (微視的なパラメーターに変化がない状態) を表すスカラー物理量です。 熱力学的量として、温度はシステムの熱状態を特徴付け、ゼロからの偏差の程度によって測定されます。分子運動量として、分子のカオス運動の強度を特徴付け、それらの平均によって測定されます。運動エネルギー。 Ek \u003d 3/2 kT、ここで k \u003d 1.38 10 ^ (-23) J / K であり、ボルツマン定数と呼ばれます。
平衡状態にある隔離されたシステムのすべての部分の温度は同じです。 温度は、さまざまな温度スケールの温度計で測定されます。 絶対熱力学スケール (ケルビン スケール) と、出発点が異なるさまざまな経験的スケールがあります。 絶対温度スケールが導入される前は、摂氏スケールが実際に広く使用されていました（水の凝固点は0°C、通常の大気圧での水の沸点は100°Cと見なされました）。
絶対温度単位はケルビンと呼ばれ、摂氏 1 度 (1 K = 1 °C) に等しくなるように選択されています。 ケルビン スケールでは、絶対零度をゼロと見なします。つまり、一定体積の理想気体の圧力がゼロになる温度です。 計算によると、絶対零度温度は -273 °C です。 したがって、絶対温度スケールと摂氏スケール T = t ° C + 273 の間には関係があります。冷却は表面からの分子の蒸発に基づいているため、温度の絶対ゼロは達成できず、絶対ゼロに近づくと、分子の並進運動の速度が非常に遅くなり、蒸発がほとんど停止します。 理論的には、絶対零度では、分子の並進運動の速度はゼロになります。つまり、分子の熱運動は停止します。
バックフォワード
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目標。
- 教育的。
- 平均運動エネルギーの尺度として温度の概念を与えてください。 温度計の作成の歴史を検討し、さまざまな温度スケールを比較します。 取得した知識を適用して問題を解決し、実践的なタスクを実行する能力を形成し、熱現象の分野で学生の視野を広げます。
- 教育的。
- 対話者の話を聞き、自分の視点を表現する能力を開発する
- 現像。
- 学生の自発的な注意、思考（分析、比較、類推の構築、結論を引き出す能力）、認知的関心（物理実験に基づく）の発達。
- 世界の認識可能性に関する世界観の概念の形成。
授業中
こんにちは、座ってください。
力学を勉強しているとき、私たちは物体の運動に興味がありました。 ここで、静止している物体の特性の変化に関連する現象を検討します。 空気の加熱と冷却、氷の融解、金属の融解、水の沸騰などを研究します。 熱現象.
冷たい水を加熱すると、最初に暖かくなり、次に熱くなることが知られています。 炎から取り出した金属部分が徐々に冷えていきます。 給湯器周辺の空気が熱くなる など
「寒い」、「暖かい」、「暑い」という言葉は、体の熱状態を表します。 物体の熱状態を特徴付ける量は 温度.
お湯の温度が冷水の温度よりも高いことは誰もが知っています。 冬は、外気温が夏よりも低くなります。
あらゆる物質のすべての分子は、連続的かつランダムに (無秩序に) 動いています。
分子のランダムでランダムな動きは、熱運動と呼ばれます。
熱運動と機械運動の違いは何ですか?
これには、さまざまな軌道を持つ多くの粒子が含まれます。 その動きは決して止まらない。 （例：ブラウン運動）
ブラウン運動モデルのデモ
熱運動は何に依存していますか?
- 実験番号 1: 1 片の砂糖を冷たい水に入れ、もう 1 片を熱湯に入れます。 溶けやすいのはどっち？
- 実験番号 2: 2 つの砂糖 (一方が他方よりも大きい) を冷水に入れます。 溶けやすいのはどっち？
温度とは何かという問題は、非常に難しいことが判明しました。 お湯と冷水の違いは何ですか？ 長い間、この質問に対する明確な答えはありませんでした。 今日、どの温度でも、水は同じ分子で構成されていることがわかっています。 では、温度が上がると水の中で何が変化するのでしょうか? 経験上、砂糖は熱湯に溶けるのがはるかに早いことがわかりました。 拡散により溶解が起こる。 この上、 高温での拡散は、低温での拡散よりも速くなります。
しかし、拡散の原因は分子の動きです。 これは、分子の移動速度と物体の温度の間に次の関係があることを意味します。 温度が高い体では、分子はより速く動きます。
しかし、温度は分子の平均速度だけに依存するわけではありません。 たとえば、平均分子速度が 440 m/s の酸素の温度は 20 °C ですが、同じ平均分子速度の窒素の温度は 16 °C です。 窒素の温度が低いのは、窒素分子が酸素分子よりも軽いという事実によるものです。 したがって、物質の温度は、その分子の平均速度だけでなく、それらの質量によっても決定されます。 実験番号 2 でも同じことがわかります。
粒子の速度と質量の両方に依存する量を知っています。 これらは運動量と運動エネルギーです。 科学者たちは、体の温度を決定するのは分子の運動エネルギーであることを確立しました。 温度は、物体の粒子の平均運動エネルギーの尺度です。 このエネルギーが大きいほど、体の温度が高くなります。
そのため、体が加熱されると、分子の平均運動エネルギーが増加し、より速く動き始めます。 冷却すると、分子のエネルギーが減少し、動きが遅くなります。
温度は、体の熱状態を特徴付ける値です。 体の「暖かさ」の尺度。 物体の温度が高いほど、その原子と分子が平均して持つエネルギーが高くなります。
体温の程度を自分の感覚だけで判断できますか?
- 体験その1：片手で木の物、もう片方の手で金属物を触る。
感覚を比較する
両方の物体が同じ温度にあるにもかかわらず、一方の手は冷たく、もう一方の手は暖かく感じます。
- 経験その2：熱湯、温水、冷水を入れた3つの器に乗ります。 片手を冷水の容器に浸し、もう一方の手を熱湯の容器に浸します。 しばらくして、両手をぬるま湯の入った器に下ろします。
感覚を比較する
両手が同じ器に入っているのに、お湯につかっていた手が冷たくなり、冷水につかっていた手が暖かくなった
私たちは、私たちの感情が主観的であることを証明しました。 それらを確認するための機器が必要です。
温度を測定するために使用される機器は呼ばれます 体温計. このような温度計の動作は、物質の熱膨張に基づいています。 温度計に使われている物質（水銀やアルコールなど）は、加熱するとカラムが増え、冷やすとカラムが減ります。 最初の液体温度計は、1631 年にフランスの物理学者 J. レイによって発明されました。
体の温度は、環境との熱平衡に達するまで変化します。
熱平衡の法則: 孤立した物体の任意のグループについて、しばらくすると温度が同じになります。 熱平衡状態が発生します。
どの温度計も常に独自の温度を示していることに注意してください。 環境の温度を決定するには、温度計をこの環境に置き、デバイスの温度が変化しなくなるまで待って、周囲温度と等しい値を取る必要があります。. 媒体の温度が変化すると、温度計の温度も変化します。
人体の温度を測定するように設計された医療用体温計は、動作が多少異なります。 いわゆるに属します 最高温度計、それらが加熱された最高温度を修正します。 自分の体温を測定すると、（人体と比較して）より寒い環境にある場合でも、医療用体温計は同じ値を示し続けることに気付くかもしれません。 水銀柱を元の状態に戻すには、この温度計を振る必要があります。
媒体の温度を測定するために使用される実験室用温度計では、これは必要ありません。
日常生活で使用される温度計では、物質の温度を摂氏 (°C) で表すことができます。
A.セルシウス (1701-1744) - 摂氏温度スケールの使用を提案したスウェーデンの科学者。 摂氏温度スケールでは、ゼロ (18 世紀半ばから) は氷が溶ける温度であり、100 度は通常の大気圧での水の沸点です。
体温計の開発の歴史についてのメッセージを聞きます（Sidorova E.によるプレゼンテーション）。
液体温度計は、温度計に注がれる液体 (通常はアルコールまたは水銀) の体積が、周囲温度の変化に応じて変化するという原理に基づいています。 欠点: 液体が異なれば膨張も異なるため、温度計の読みも異なります: 水銀 -50 0 С; グリセリン -47.6 0С
自宅で液体温度計を作ってみました。 何が起こったのか見てみましょう。 (Brykina V. 付録 1 によるビデオ)
さまざまな温度スケールがあることを学びました。 摂氏スケールに加えて、ケルビンスケールが広く使用されています。 絶対温度の概念は、W. トムソン (ケルビン) によって導入されました。 絶対温度スケールは、ケルビン スケールまたは熱力学的温度スケールと呼ばれます。
絶対温度の単位はケルビン (K) です。
絶対零度 - 物質から熱エネルギーを抽出することが理論的に不可能であり、分子の熱運動が停止する温度。
絶対零度は 0 K として定義され、これは約 273.15 °C です。
1 ケルビンは 1 度に等しい T=t+273
試験問題
温度計でお湯の温度を測定する次のオプションのうち、より正しい結果が得られるのはどれですか?
1) 温度計を水中に沈め、数分後に水中から取り出して測定します。
2) 温度計を水中に沈め、温度が変化しなくなるまで待ちます。 その後、水から温度計を取り外さずに、測定値を取得します。
3) 体温計を水中に沈め、水中から取り出さずに、すぐに測定値を測定します。
4) 温度計を水中に沈め、すぐに水中から取り出して測定値を取得します。
この図は、窓の外にぶら下がっている温度計の目盛りの一部を示しています。 外気温は
- 18 0℃
- 14 0℃
- 21 0 С
- 22 0 С
問題を解く No. 915、916 (「物理学の問題集 7-9」、V.I. Lukashik、E.V. Ivanova 著)
- 宿題: パラグラフ 28
- No. 128 D「物理の問題集 7-9」 V.I. Lukashik, E.V. イワノワ
方法論的サポート
- 「フィジックス8」S.V. グロモフ、N.A. 祖国
- 「物理学の問題集 7-9」 V.I.Lukashik, E.V. イワノワ
- インターネットのパブリック ドメインにある図面
1. 1827 年、英国の植物学者 R. ブラウンは、水中に浮遊する花粉粒子を顕微鏡で研究し、これらの粒子がランダムに移動することに気付きました。 彼らは水の中で震えているようです。
花粉粒子の移動の理由は長い間説明できませんでした。 ブラウン自身は、彼らが生きているので移動することを最初に示唆しました. 彼らは、容器のさまざまな部分の不均等な加熱、化学反応の発生などによって粒子の動きを説明しようとしました。 彼らが水に浮遊する粒子の動きの真の原因を理解したのは、かなり後のことでした。 この理由は、分子の動きです。
花粉粒子が配置されている水分子が移動してそれに当たります。 この場合、不均等な数の分子がさまざまな側面から粒子に衝突し、その動きにつながります。
ある瞬間 \ (t_1 \) で、水分子の衝突の影響を受けて、粒子が点 A から点 B に移動したとします。次の時点で、より多くの分子が他の分子から粒子に衝突します。側、およびその移動の方向が変化すると、tから移動します. t. C. したがって、花粉の粒子の移動は、花粉が位置する水分子の移動と影響の結果です (図 65)。 塗料や煤の粒子を水に入れると、同様の現象が見られます。
図 65 は、花粉粒子の軌跡を示しています。 その動きの特定の方向について話すことは不可能であることがわかります。 それは常に変化します。
粒子の運動は分子の運動の結果であるため、次のように結論付けることができます。 分子はランダムに (無秩序に) 動きます. 言い換えれば、すべての分子が移動する特定の方向を特定することは不可能です。
分子の動きは止まらない。 それはそれを言うことができます 継続的に. 原子と分子の連続的なランダムな動きは呼ばれます 熱運動. この名前は、分子の移動速度が体温に依存するという事実によって決まります。
体は構成されているので、 多数分子と分子の動きはランダムであるため、この分子またはその分子が他の分子から何回打撃を受けるかを正確に言うことは不可能です。 したがって、彼らは、分子の位置、各瞬間におけるその速度は、 ランダム. しかし、これは分子の動きが特定の法則に従わないという意味ではありません。 特に、ある時点での分子の速度は異なりますが、それらのほとんどはある一定の値に近い速度を持っています。 通常、分子の移動速度について話すとき、彼らは次のことを意味します 平均速度\((v_(cp)) \) .
2. 分子の動きの観点から、拡散などの現象を説明できます。
拡散は、ある物質の分子が別の物質の分子間の隙間に浸透する現象です。
ボトルから少し離れたところから香水のにおいがします。 これは、空気の分子のように精霊の分子が動くためです。 分子間に隙間があります。 空気分子の隙間に香料分子が入り込み、香料分子の隙間に空気分子が入り込みます。
硫酸銅の溶液をビーカーに注ぎ、その上に水を注ぐと、液体の拡散が観察され、これらの液体の間に明確な境界ができます。 2 ～ 3 日後には、境界線がはっきりしなくなっていることに気付くでしょう。 1週間で完全に洗い流されます。 1 か月後、液体は均一になり、容器全体が同じ色になります (図 66)。
この実験では、硫酸銅の分子が水の分子と水の分子の間の隙間に入り込み、硫酸銅の分子の間の隙間に入ります。 硫酸銅の密度は水の密度よりも大きいことに注意してください。
実験によると、気体中の拡散は液体中よりも速く発生します。 これは、気体が液体よりも密度が低いという事実によるものです。 ガス分子は互いに離れた場所にあります。 固体の分子は液体の分子よりも互いにさらに近いため、拡散は固体でさらにゆっくりと発生します。
自然、技術、日常生活の中で、染色、接着など、拡散が現れる多くの現象を見つけることができます。拡散は人間の生活において非常に重要です。 特に、拡散により、酸素は肺だけでなく皮膚からも人体に入ります。 同じ理由で、栄養素は腸から血液に入ります。
拡散速度は、物質の凝集状態だけでなく、温度にも依存します。
拡散実験用に水と青ビトリオールを入れた容器を2つ用意し、1つを冷蔵庫に入れ、もう1つを部屋に置いておくと、 温度が高いほど、拡散が速くなります. これは、温度が上がると分子の動きが速くなるためです。 したがって、分子の速度は
と体温が関係しています。
体の分子の平均運動速度が速ければ速いほど、その温度は高くなります。
3. 分子物理学は、力学とは異なり、多数の粒子からなるシステム (物体) を研究します。 これらのボディは異なる場合があります 状態.
システム（身体）の状態を特徴付ける量は呼ばれます 状態パラメータ. 状態のパラメータには、圧力、体積、温度が含まれます。
システムのそのような状態が可能であり、それを特徴付けるパラメータは、外部からの影響がない限り、任意の時間変更されません。 この状態を 熱平衡.
したがって、部屋の空気と熱平衡状態にある容器内の液体の体積、温度、圧力は、外的理由がなければ変化しません。
4. システムの熱平衡状態は、次のようなパラメーターを特徴付けます。 温度. その特異性は、熱平衡状態にあるシステムのすべての部分の温度値が同じであることです。 銀のスプーン（または他の金属製のスプーン）をお湯の入ったグラスに入れると、スプーンが熱くなり、水が冷めます。 これは、スプーンと水が同じ温度になる熱平衡に達するまで起こります。 いずれにせよ、温度の異なる 2 つの物体を接触させると、熱い方が冷え、冷たい方が熱くなります。 しばらくすると、これら 2 つの物体からなる系は熱平衡状態になり、これらの物体の温度は同じになります。
ですから、スプーンと水が熱平衡になると温度は同じになります。
温度は、体の熱状態を特徴付ける物理量です。
そのため、お湯の温度は冷水よりも高くなります。 冬は、外気温が夏よりも低くなります。
温度単位は 摂氏度 (°C). 温度が測定されます 温度計.
温度計の装置、したがって温度を測定する方法は、温度に対する物体の特性の依存性、特に、加熱されたときに膨張する物体の特性に基づいています。 温度計には、液体 (アルコール、水銀)、固体 (金属) および気体の両方の異なる物体を使用できます。 という 測温体. 測温体（液体または気体）をスケール付きのチューブに入れ、温度を測定する物体と接触させます。
スケールを構築するとき、特定の温度値が割り当てられる2つの主要な（参照、参照）ポイントが選択され、それらの間の間隔がいくつかの部分に分割されます。 各部分の値は、このスケールの温度単位に対応しています。
5. さまざまな温度スケールがあります。 実際に最も一般的なスケールの 1 つは摂氏スケールです。 このスケールの主なポイントは、通常の大気圧 (760 mm Hg) での氷の融解温度と水の沸点です。 最初のポイントには 0 °C の値が割り当てられ、2 番目のポイントには - 100 °C が割り当てられました。 これらのポイント間の距離は 100 等分され、摂氏目盛が付けられました。 このスケールの温度単位は 1°C です。 摂氏スケールに加えて、温度スケールが広く使用されています。 絶対の(熱力学的) 温度スケール、またはケルビン スケール。 このスケールのゼロの場合、-273°C（より正確には-273.15°C）の温度が取得されます。 この温度を 絶対零度温度は 0 K で表されます。温度の単位は 1 ケルビン (1 K) です。 それは摂氏1度に等しい。 したがって、絶対温度スケールでの氷の融解温度は 273 K (273.15 K) であり、水の沸点は 373 K (373.15 K) です。
絶対スケールの温度は文字 \ (T \) で表されます。 絶対温度 \((T) \) と摂氏温度 \(((t)^\circ) \) の関係は、次の式で表されます。
\[ T=t^\circ+273 \]
パート1
1. 水中の塗料粒子のブラウン運動は、
1) 原子と分子の間の引力
2) 原子と分子の間の反発
3) 分子の無秩序で連続的な運動
4) 下層と上層の温度差による水層の移動
2. 次の状況のうち、ブラウン運動について話しているのはどれですか?
1) 空気中の粉塵粒子のランダムな動き
2) においの拡散
3) 結晶格子のノードにおける粒子の振動運動
4) 気体分子の並進運動
3. 「分子はランダムに動く」という言葉はどういう意味ですか?
A. 分子の移動に好ましい方向はありません。
B. 分子の動きは法則に従わない。
正解
1) Aのみ
2) Bのみ
3) A と B の両方
4) AでもBでもない
4. 物質の粒子が連続的なカオス運動に参加するという物質の構造の分子動力学理論の位置は、
1) ガスのみ
2) 液体のみ
3) 気体および液体のみ
4) 気体、液体、固体
5. 物質の構造の分子動力学理論のどの位置が拡散現象を裏付けていますか?
A. 分子は無秩序な連続運動をしている
B. 分子間に隙間がある
正解
1) Aのみ
2) Bのみ
3) A と B の両方
4) AでもBでもない
6. 同じ温度で、液体中の拡散が発生します
1) 固体よりも速い
2) ガスより速い
3) 固体より遅い
4) 気体と同じ速度で
7. 他の条件がすべて等しいとき、拡散速度が最も小さい物質のペアを示します
1) 硫酸銅と水の溶液
2) エーテル蒸気と空気
3) 鉄板、アルミ板
4) 水とアルコール
8. 水は100℃で沸騰して水蒸気になります。 蒸気分子の平均移動速度
1) 水分子の平均移動速度に等しい
2) 水分子の平均的な移動速度よりも速い
3) 水分子の平均移動速度よりも遅い
4) 大気圧に依存
9. 分子の熱運動
1) 0℃で停止
2) 100℃で停止
3) 継続的に
4) 一定の方向性を持っている
10. 水は室温から80℃まで加熱されます。 水分子の平均速度はどうなりますか?
1) 減少する
2) 増加する
3) 変わらない
4) 最初に増加し、特定の温度値から開始して変化しません
11. 1 杯の水は暖かい部屋のテーブルの上にあり、もう 1 杯は冷蔵庫にあります。 冷蔵庫内のグラス内の水分子の平均速度
1) テーブルの上に置かれたグラスの中の水分子の平均移動速度に等しい
2) テーブルの上に置かれたグラスの中の水分子の平均的な移動速度よりも速い
3) テーブルの上に置かれたグラスの中の水分子の移動の平均速度よりも遅い
4) ゼロに等しい
12. 次のステートメントのリストから、正しいものを 2 つ選び、その番号を表に記入してください。
1) 分子の熱運動は、0 ° C を超える温度でのみ発生します。
2) 固体中での拡散は不可能
3) 分子間で引力と斥力が同時に働く
4) 分子は物質の最小の粒子です
5) 拡散速度は温度の上昇とともに増加します
13. 香料を染み込ませた綿棒を物理室に持ってきて、硫酸銅溶液（青色の溶液）を入れた器に水をそっと注いだ（図1）。 数分で香水の匂いがキャビネット全体に広がり、容器内の 2 つの液体の間の境界は 2 週間後にのみ消失したことがわかりました (図 2)。
提案されたリストから、実験観察の結果に対応する 2 つのステートメントを選択します。 それらの番号をリストします。
1) 拡散プロセスは、気体と液体で観察できます。
2) 拡散速度は物質の温度に依存します。
3) 拡散速度は、物質の凝集状態に依存します。
4) 拡散速度は液体の種類によって異なります。
5) 固体では、拡散速度が最も低くなります。
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