Тепловое движение
Тепловое движение — это непрерывное хаотическое движение частиц, из которых состоит вещество. Чем выше температура тела, тем быстрее в среднем движутся его частицы.
Согласно постулатам молекулярно-кинетической теории, частицы вещества постоянно движутся. В газах они свободно перемещаются и сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда. В жидкостях частицы находятся близко, но могут перескакивать с места на место. В твёрдых телах частицы колеблются около определённых положений.
Движение называют хаотическим, потому что частицы движутся в разных направлениях, а их скорости постоянно изменяются после столкновений. Отдельные частицы имеют разные скорости, поэтому говорят о средней скорости или средней кинетической энергии их движения. Такое движение объясняет диффузию и Броуновское движение.
Связь с температурой
Температура характеризует степень нагретости тела и связана со средней кинетической энергией хаотического движения его частиц. Для идеального одноатомного газа средняя кинетическая энергия поступательного движения одной частицы определяется формулой:
Здесь \(\overline{E_k}\) — средняя кинетическая энергия частицы, \(k\) — постоянная Больцмана, а \(T\) — абсолютная температура в кельвинах. Формула показывает: при увеличении \(T\) увеличивается и средняя энергия движения частиц.
Если нагреть воздух в закрытом сосуде, его молекулы в среднем начнут двигаться быстрее и чаще ударяться о стенки. Поэтому при неизменном объёме давление газа увеличится.
Тепловое движение не прекращается полностью при обычном охлаждении тела. В модели классической физики при температуре \(0\,\text{K}\) средняя кинетическая энергия стремится к нулю, но достичь абсолютного нуля на практике невозможно.
Что произойдёт со средней скоростью движения молекул газа при нагревании?
Главное
- Тепловое движение — непрерывное хаотическое движение частиц вещества.
- При повышении температуры средняя скорость и средняя кинетическая энергия частиц увеличиваются.
- Тепловое движение объясняет диффузию, Броуновское движение и многие тепловые явления.