Презентация "Температура. Абсолютная температура – мера средней энергии молекул."

03/25/18 Температура. Абсолютная температура – мера средней энергии молекул. Автор презентации: учитель физики Сазонов Сергей Маратович МОУ СОШ № 2 г. Пыть-Ях Ханты-Мансийский автономный округ

На предыдущих уроках мы  с Вами познакомились с • тремя утверждениями МКТ, а именно: … • тем, как оценивать и рассчитывать размеры, число, массу молекул; • с относительной молекулярной массой, количеством вещества, молярной массой; • с доказательством молекулярного строения вещества (диффузия, броуновское движение, опыт Перрена); • межмолекулярными силами, строением газообразных, жидких и твердых тел; • понятием идеального газа; • основным уравнением МКТ.

36 и 6 вопросов о температуре. Как помочь ребенку. Температура -60°С. Температура. Т Е М П Температура в России Е Минимальная зарегистрированна я температура воздуха на Земле -89... Р Максимальная зарегистрированная температура воздуха на Земле +53 градуса А Т У Р Нынешние температуры почти самые высокие за ? последний миллион лет А

Физические тела : количество молекул – огромно, следовательно, и количество их разных характеристик бесконечно велико. Все учесть невозможно!!! Оказывается, что состояние очень многих физических тел и явлений можно охарактеризовать параметрами без учета их молекулярного строения, например: …

Величины, характеризующие состояние термодинамической системы без учета молекулярного строения тел, называют макроскопическими (или термодинамическими) параметрами

Какого типа (макроскопические или микроскопические) физические величины перечислены в данном списке? Физические величины -Масса -Объем -Давление -Концентрация -Скорость -Импульс -Молярная масса -Диаметр молекулы …. Макроскопическа я Макроскопическа я Макроскопическа я Макроскопическа я Макроскопическа я Макроскопическа я Микроскопическа я Микроскопическа я

Холодное и горячее, холод и тепло … Органами чувств любое живое существо (в том числе и человек) интуитивно различает холодное и горячее, холод и тепло. В одном случае мы говорим: «Температура низкая!», в другом: «Высокая»!. Или: «Температура больше или температура меньше…». Для измерения температуры человек придумал термометр, действие которого основано на свойстве тел изменять свой объем от увеличения или уменьшения температуры.

Чаще всего – зависимость объема жидкости (ртуть или спирт) от температуры: 0 0 – таяние льда, 1000 – кипение воды, этот промежуток делят на 100 частей … Неудобно, так как жидкости неодинаково меняют свой объем в зависимости от температуры Была замечено, что все разреженные газы (гелий, водород …) расширяются при нагревании одинаково и одинаково меняют свое давление при изменении температуры… На этом свойстве разреженных газов была создана идеальная газовая шкала температур …. -32 + 65 0

Ответьте на вопросы: В комнату внесли лед при температуре 10градусов? Вопрос: что будет происходить с ним? Что нужно обязательно для нагревания льда, таяния воды и нагревания воды до комнатной температуры? Можно ли заставить в такой ситуации лед не нагреваться?

Ответьте на вопросы: В комнату с температурой воздуха 20 градусов внесли ведро воды, температура которой тоже 20 градусов? Вопрос: что будет происходить с водой? Вопрос: а что будет происходить с воздухом в комнате? Вопрос: как долго не будет происходить изменений с водой и воздухом?

Тепловое равновесие Обязательно Человек нужно Термометр чувствует определенное для себя время для определения больным установления температуры … конечной температуры Вода нагре Лед в нагре или говорят, вод комнатной в комнат в для плавл а температур е установления ение ы теплового равновесия Тепловое равновесие – такое состояние, при котором все макроскопические параметры сколь угодно долго остаются постоянными (но микроскопические параметры продолжают жить и меняться!) Любое макроскопическое тело или группа тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия

Ответьте на вопросы: Почему на Земле не устанавливается тепловое равновесие между морями, материками, даже между регионами одной страны, например, Нефтеюганском и Ханты-Мансийском? Почему на протяжении жизни человека между ним и окружающей средой не устанавливается тепловое равновесие? А если температура окружающего воздуха будет 36,6 градуса? Что будет с человеком? Комфортно ли он себя будет чувствовать или нет и почему?

Состояние теплового равновесия системы тел характеризует температура: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии имеют одну и ту же температуру t1=t 2 ФТ 1 Теплообм е-на нет 1) t1 > t2 Идет обмен энергией до 2) t1 < t2 Идет обмен энергией до ФТ 2 ∆t = t2 – t1 – указатель направления теплообмена! Если ∆t=0, то t1=t2 Если ∆t>0, то t2>t1 Если ∆t

Ответьте на вопросы: На каких простых опытах можно доказать, что скорость движения молекул газа или жидкостей зависит от температуры? Как объяснить давление газа – ведь молекулы очень маленькие , да и сам газ – легкий и прозрачный? Почему, когда хотят, чтобы воздушный шар поднимался выше и летал в воздухе дольше, газ внутри него подогревают снизу горелкой?

Определение температуры Если рассмотреть случай Нам известно, что: если Vм больше, то t 0 больше если t 0 больше, то р больше (в замкнутом сосуде) 2 P  nE 3 2 P  nE 3 N n V 2 N P   E 3 V P V 2  E N 3 теплового равновесия (t 0=const) при постоянных объеме и массе газа, то E получается, что есть величина, имеющая строго определенное значение! Гипотеза: при тепловом равновесии именно средние кинетические энергии молекул всех газов одинаковы. Давление и V 2 P  E объем – N 3 измеряются приборами m N   NA M

Опыт – великая  сила, великая  вещь !!! Оказалось, что: при 1000 С при 00 С P V P V P V   3,76 10 21 Дж N N N Н О 2 2  Не зависит: -От рода газа -От V, от P, от N - От формы сосуда Не2 То есть P V P V P V   5,14 10  21 Дж N N N P V  N Н О Не 2 2 2  пропорциональна t0 C, поэтому эту величину можно считать естественной мерой температуры. Но применять её не удобно: слишком мала и люди привыкли измерять температуру в градусах!

Ответьте на вопрос: Почему  измеряется в джоулях?

Как связать энергетическую меру температуры Принято считать, что P V k  T N Р>=0 V>=0 N>0  k T и температуру? абсолютная температура коэффициент пропорциональности T>0 или Т=0 Наименьшим значением T является Т=0 – это предельная температура, при которой давление ид. газа = 0 при фиксированном V или, наоборот, при которой V=0 при неизменном давлении. Эта температура называется абсолютным нулем температуры! Это самая низкая температура в природе, та «наибольшая или последняя степень холода» (М.В. Ломоносов)

 k T Как найти k? Англ. Ученый У. Кельвин  абсолютная шкала температур (шкала Кельвина): нулевая температура по этой шкале соответствует абсолютному нулю, а каждая единица температуры равна градусу по шкале Цельсия Т 1К - 1 Кельвин Определяем k:   100   0 k  (T2  T1 ) 100   0 k 100 K (5,14  3,76) 10 k 1,38 10  23 Дж К  21 Дж К - постоянная Больцмана  Постоянная Больцмана связывает температуру в энергетических единицах с абсолютной температурой Т в Кельвинах.

Что такое температура? P V 2  E N 3 P V k  T N 3 E   k T 2 Средняя кинетическая энергия хаотичного поступательного движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре! Анализ: Чем больше…, тем больше…, и наоборот Для любых веществ … При приближении температуры к абсолютному нулю энергия теплового движения молекул приближается к нулю.

Как связаны абсолютная шкала и шкала Цельсия? Нужно найти начала шкал, то есть какая абсолютная температура Т в кельвинах соответствует 00 Цельсия? При 00 С k  T1 3,76 10  21 Дж Один Кельвин и один градус шкалы Цельсия совпадают, поэтому T t  273 Т1=273 К

Итак, сегодня на уроке мы познакомились со  следующими физическими понятиями: •макроскопические (или термодинамические) параметры; •Холодное и горячее, холод и тепло … •идеальная газовая шкала температур •Тепловое равновесие •Определение температуры: средняя  кинетическая энергия хаотичного  поступательного движения молекул газа  пропорциональна абсолютной  температуре 3 E   k T 2

 Домашнее задание: Параграфы 66­68 – читать, знать  ответы на вопросы; По презентации составить лекцию по  данной теме и записать её в  тетрадь; Через неделю составить с помощью  компьютерной программы  аудиорассказ  своей лекции.