Как объясняет МКТ тепловые явления в макроскопических телах и их внутренние свойства?

Индивидуальный опрос по карточкам.

1. Макроскопические параметры.

Состояние газа (так же как жидкости и твердого тела) может быть описано и без рассмотрения молекулярного строения вещества. Это делают с помощью макроскопических величин, совокупность которых однозначно определяет состояние системы. Такие величины называют параметрами состояния (или термодинамическими параметрами). Параметрами состояния любой системы являются ее объем, давление и температура. Если в каком-либо процессе изменяется хотя бы один из параметров состояния системы, то и само состояние системы становится другим.

2. Холодные и горячие тела.

3. Тепловое равновесие. Температура.

Измерить температуру – значит найти ее численное значение.

Для измерения температуры можно воспользоваться изменением любой макроскопической величины в зависимости от температуры.

Как мы увидим дальше, температура есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул. С понижением температуры скорость движения молекул и их кинетическая энергия уменьшаются, а с повышением температуры увеличиваются.

Согласно представлениям молекулярно-кинетической теории, существует предел понижения температуры, который соответствует прекращению поступательного движения молекул.

t = - 273 °С (более точные расчеты показывают, что температура абсолютного нуля равна -273,15°С).

Прекращение хаотического поступательного движения молекул при абсолютном нуле не означает полного прекращения любого движения. Даже при такой предельно низкой температуре не прекращается движение электронов в атомах вещества, а также происходят небольшие по амплитуде колебания молекул или атомов около узлов кристаллической решетки в твердых телах (так называемые нулевые колебания}. Нулевым колебаниям соответствует нулевая энергия — наименьшая энергия, которой могут обладать молекулы вещества. Эта энергия не становится равной нулю даже при абсолютном нуле температуры.

Установлено, что охладить какое-либо тело до температуры абсолютного нуля невозможно, однако приблизиться к этой температуре можно. В настоящее время с помощью криогенной техники получают температуры, отличающиеся от абсолютного нуля на десятитысячные доли кельвина. Достижение температур, близких к абсолютному нулю, имеет большое научное и практическое значение.

4. .Измерение температуры.

Термодинамическая шкала температур

Для измерения температуры наиболее часто применяют термометры. Их действие основано на использовании зависимости объемного расширения веществ от температуры.

В государствах, принявших метрическую конвенцию, температуру измеряют по шкале Цельсия. На этой шкале температура таяния льда принята за 0 °С, а температура кипения воды — за 100 °С. Промежуток между этими точками разделен на 100 равных частей, каждая из которых равна 1 °С. Температуры выше 0 °С считают положительными, а ниже 0°С — отрицательными.

Английский ученый Кельвин предложил абсолютную шкалу температур (ее называют термодинамической шкалой температур) . В ней за начало отсчета температур принят абсолютный нуль температуры, а цена одного деления этой шкалы, равная 1 К (кельвин), такая же, как на шкале Цельсия (1К= 1°С).

Единица измерения температуры — кельвин является одной из семи основных единиц СИ.

Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. (Тройной точкой воды называют температуру, при которой находятся в равновесии вода, лед и водяной пар. Тройная точка воды на 0,01 °С выше температуры плавления льда при нормальном атмосферном давлении, равном 101 325 Па).

На шкале Кельвина любая температура положительна. Ее обозначают Т и называют термодинамической температурой (или абсолютной температурой). Из сравнения шкал Цельсия и |Кельвина следует, что

—273,15°С==ОК; 0°С=273,15К; 100 °С == 373,15 К,

т. e. термодинамическая температура Т связана с температурой t, выражаемой в градусах Цельсия, соотношением Т= t + 273 и, наоборот, t =T—273.

5. Д/ф “Измерение температуры”.