Hogyan működik a hőmozgás Landau 1984 l

Mi a hőmozgás

A kölcsönhatás a molekulák nagyobb vagy kisebb jelentőségű a „élet” a molekulák.

A három halmazállapot - gáz, folyékony és szilárd - különböznek egymástól szerepet játszanak összjátéka molekulákat.

A „gáz” feltalált a tudósok. Ez származik a görög szó „káosz” - a rendetlenség.

Valóban, a gáznemű anyag egy példája a természetben előforduló teljes elkötelezett zavar a relatív helyzetét és a részecskék mozgását. Nincs olyan mikroszkóp, amely lehetővé tenné, hogy a mozgás a gázmolekulák, de ennek ellenére a fizikusok képes leírni az élet ebben a láthatatlan világban kellő részletességgel.

Egy köbcentiméter levegő normál körülmények között (szobahőmérsékleten és légköri nyomáson) van egy hatalmas molekulák száma körülbelül 2,5 x 19 október (m. E. 25 milliárd milliárd molekulák). Minden egyes molekula van térfogata 4 * 10 -20 cm 3 m. E. egy kocka oldala hozzávetőleg 3,5 * 10 -7 cm = 35 # 197;. Azonban a molekulák nagyon kicsik. Például, a molekulák az oxigén és a nitrogén - a fő része a levegő - átlagos mérete körülbelül 4 # 197;.

Így, az átlagos távolság a molekulák közötti 10-szer a méret a molekula. És ez viszont azt jelenti, hogy az átlagos levegő mennyiségét is, amely egy molekula, körülbelül 1000-szer mennyisége a molekula is.

Képzeljünk el egy lapos platform, amelyen az érmék véletlenszerűen szétszórt, és a terület 1 m 2-nek átlagosan száz érméket. Ez azt jelenti, egy vagy két érmét egy oldalon a könyv, amit éppen olvas. Körülbelül olyan ritka gázmolekulák találhatók.

Mindegyik gáz molekula állapotában hőmozgást.

Kövessük az azonos molekulát. Itt gyorsan mozgó valahol a jobb oldalon. Ha az útjába nem találkozott akadályokkal, a molekula azonos ütemben folytatódik a mozgását egy egyenes vonal. De ahogy a molekulák át annak számos szomszédok. A összecsapások elkerülhetetlenek, és a molekulák szétszórja, mint két ütköző biliárdgolyók. Hogy milyen irányba fog ugrál a molekula? Nyer vagy veszít az a sebesség? Minden lehetséges: elvégre ülések nagyon eltérő lehet. Strikes lehetséges mind elöl és hátul, jobbra és balra, és erősségeit és gyengeségeit. Nyilvánvaló, hogy átesett ütközések ilyen kiszámíthatatlan ezek véletlen találkozások molekula, amelyhez figyelembe kellene thrash minden oldalról a hajó, ahol a benne lévő gáz.

Merre lehet futtatni anélkül gázmolekulák ütközése?

Ez függ a molekulák mérete és a gáz sűrűsége. Minél nagyobb a méret a molekulák és azok számát a hajó, annál jobban fognak szembe. Az átlagos hossza pályaszakaszának molekula ütközés nélkül - az úgynevezett átlagos run hossza - normál körülmények között a 11 * 10 -6 cm = 1100 # 197; hidrogén-molekulák és 5 * 10 ~ 6 cm = 500 # 197; oxigén molekulák. 5 * 10 ~ 6 cm - Húsz ezredmilliméteres, a távolság nagyon kicsi, de összehasonlítva a molekulák méretét, ez nem elég. Futott 5 * 10 ~ 6 cm oxigén molekula megfelel skálán egy biliárdgolyó 10 m távolságban.

Érdemes figyelni, hogy a funkciók a mozgás a molekulák egy erősen ritkított gáz (vákuum). Mozgás molekulák „vákuumformázás” megváltoztatja a jellegét, amikor a közepes szabad úthossza a molekula nagyobb lesz a hajó méreteivel, amelyben a gázt. Ezután molekulák ritkán ütköznek egymással, és útjukat egyenes cikáznak, feltűnő ez az egyik vagy a másik az érfal.

Amint már említettük, a levegő atmoszférikus nyomáson Ha a növekedés a futási hossza megegyezik az 5 * 10 ~ 6 cm. A 10-7-szer, akkor lesz 50 cm, azaz. E. Lesz észrevehetően nagyobb, mint az átlagos mérete a hajó. Mivel az átlagos szabad úthossz fordítottan arányos a sűrűséggel, és így a nyomás, a nyomás ezt kell 10 -7 atmoszferikus vagy körülbelül 10 -4 torr. Art.

Még bolygóközi tér nem teljesen üres. Azonban, a sűrűsége az anyag ott körülbelül 5 * 10 -24 g / cm 3. A fő frakciót bolygóközi anyag - atomos hidrogén. Úgy véljük, hogy a kozmosz szükséges, de néhány hidrogénatomok 1 cm 3 Ha növeli a hidrogén molekula méretének borsó, és tegye a „molekula”, Moszkva, annak közvetlen „kozmikus szomszéd” lesz Tula.

folyadék szerkezete lényegesen eltér a szerkezete a gáz, amely molekulák távol vannak egymástól, és csak ritkán tapasztalt. B. folyékony molekulák folyamatosan szoros közelségben. folyékony molekulák vannak elrendezve, mint a burgonya egy zsákban. Azonban, egy különbséggel: a folyadék molekulák állapotban vannak a random hő mozgás. Mivel a magas tömítettség, nem tud mozogni olyan szabadon, mint a gáz molekulák. Minden „helyben jár” szinte minden alkalommal ugyanazon a helyen, körülvéve ugyanaz a szomszédok, és csak egy kicsit mozgatni által elfoglalt térfogat a folyadékot. Minél több viszkózus folyadék, annál inkább halad lassabban. De még az ilyen „mobil” folyadékok, mint a víz molekula elmozdul 3 # 197; A szükséges időt gázmolekulával útvonal 700 # 197;.

Nagyon erősen kiegyenesedik a kölcsönhatás közötti erő molekulák termikus mozgás a szilárd anyagok. A szilárd anyag molekulák gyakorlatilag minden alkalommal vannak rögzített helyzetben. Hőmozgás érinti csak, hogy a molekulák folyamatosan ingadozik az egyensúlyi pozíciókat. A hiányzó szisztematikus molekulák mozgásával és ez az oka, hogy hívjuk keménység. Valóban, ha a molekulák nem változik a szomszédok, sokkal továbbra is állandó kapcsolatban vannak egymással testrészeket.