Готовимся к ОГЭ. Физика. 9 класс. Опора №5

Опора № 5

Теория к заданию. ОГЭ по физике 9 класс

Термодинамика

1. Броуновское движение

Броуновским называют хаотичное (беспорядочное) движение частиц газа или жидкости. Броуновское движение имеет место как для взвешенных, видимых микроскопических частиц, так и для молекул. Это движение имеет тепловую природу, оно никогда не прекращается. Скорость движения частиц при этом напрямую зависит от их размера и, соответственно, от массы (чем крупнее частица, тем меньше скорость).

Хаотичность траекторий частиц связана с тем, что они произвольно сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда, а также с тем, что кроме поступательного движения они совершают еще и вращательное.

2. Скорость движения молекул

В целом скорость молекул во многом зависит от температуры физ.тела: чем выше температура, тем больше скорость, и наоборот. А поскольку эти величины напрямую связаны между собой, то движение молекул часто называют тепловым.

Скорость, которую в состоянии развивать молекулы того или иного тела, зависит от его агрегатного состояния. Так, в твердых телах она ограничена и, по сути, сводится к колебательным движениям молекул в ограниченном пространстве (объеме). Такое ограничение, естественно, основано на значительной силе их взаимодействия. Молекулы жидкостей и газов имеют намного большую «свободу» движения. Соответственно, и скорость они в состоянии развивать существенно большую. Зависимость скорости молекул от агрегатного состояния можно переформулировать как зависимость от плотности вещества.

Поскольку молекулы движутся хаотично (см. Броуновское движение), то определить скорость каждой из них не представляется возможным. Поэтому всегда говорят об их средней скорости, на основании которой рассчитывают, в частности, среднюю кинетическую энергию молекул конкретного тела.

3. Диффузия

Диффузией называют процесс взаимного проникновения веществ при их соприкосновении. Причиной диффузии является тепловое движение молекул, которое направлено в сторону снижения концентрации вещества и стремления к равномерному его распределению по всему доступному объему.

Явление диффузии свойственно веществам как в твердом, так и в жидком и газообразном состоянии. Скорость диффузии максимальна для газов. В жидкостях она меньше, а в твердых телах по сравнению с газами и вовсе минимальна. Зависит скорость в первую очередь от температуры – с повышением температуры скорость диффузии увеличивается.

4. Теплоемкость

Теплоемкостью называют кол-во теплоты, которое поглощает тело в процессе его нагрева на 10. Иначе говоря, теплоемкость – это кол-во теплоты, требуемое для того, чтобы температура тела повысилась на 10. Эта величина обозначается «С» и в СИ измеряется в Дж/К (джоуль на Кельвин).

Соответственно, теплоемкость может быть найдена по формуле:

c = Q/mΔT;

удельная теплоемкость вещества.

В физике широко используется понятие удельной теплоемкости. Под этой величиной понимают теплоемкость единицы массы данного тела. Она обозначается «с» и вычисляется из соотношения:

5. Плавление веществ

Плавлением называют процесс перехода вещества из твердого агрегатного состояния в жидкое. Он происходит при определенной температуре, которая разнится для различных твердых тел. Для того, чтобы плавление начало происходить, тело необходимо разогреть до этой температуры. Самый процесс плавления происходит в течение некоторого времени, и температура тела при этом не меняется. После того, как плавление завершено, а тело продолжают нагревать, его температура снова увеличивается.

В общем случае процесс плавления отображает график:

процесс плавления график

Здесь обозначение tп означает «температура плавления», а участок ВС отображает промежуток времени, в течение которого процесс плавления происходит.

Постоянная величина температуры во время плавления объясняется тем, что получаемая им при этом энергия затрачивается на разрушение кристаллической решетки твердого тела. Кроме того, часть поглощаемой энергии накапливается молекулами в виде потенциальной энергии.

6. Виды теплопередачи

Теплопередача (процесс обмена энергией) может осуществляться одним из 3-х способов – в виде теплопроводности, излучения или конвекции.

Под теплопроводностью при этом понимают передачу теплоты менее нагретым участкам тела от более нагретых. Теплопроводность обычно имеет место в телах, характеризующихся неоднородным распределением температуры. Осуществляется она вследствие хаотического движения молекул (атомов, электронов и т.д.), которые являются носителями тепла (энергии). Механизм ее зависит от агрегатного состояния тела.

Излучение подразумевает передачу теплоты с помощью электромагнитных волн. Этот вид теплопередачи не связан с необходимостью движения материальных частиц. Количество передаваемого таким способом тепла пропорционально температуре тела.

Конвекцией называют передачу теплоты посредством струи газа либо жидкости. Т.е. при этом способе передачи происходит механический перенос частиц тела, являющихся носителями тепла (энергии).

7. Взаимодействие молекул в веществе

Между молекулами любого вещества действуют силы электромагнитного взаимодействия. Причем взаимодействие может быть выражено как силами притяжения, так и силами отталкивания. Преобладание первых или вторых зависит от расстояния между молекулами. На относительно больших расстояниях молекулы притягиваются, а при их приближении друг к другу начинают проявляться силы отталкивания. При уменьшении расстояния между молекулами примерно до 2-3-х их диаметров силы отталкивания существенно увеличиваются. Но в то же время увеличиваются и силы притяжения, поскольку уменьшается расстояние между молекулами.

Когда удается достичь расстояния, равного 1 диаметру молекул, эти силы уравновешиваются. В таком состоянии молекулы оказываются в устойчивом положении, и их движение сводится к колебаниям вокруг своего положения равновесия. Это состояние свойственно твердым телам.

В жидкостях расстояния между молекулами несколько больше, обычно они составляют несколько их диаметров, поэтому в разные моменты времени преобладание сил притяжения сменяется преобладанием сил отталкивания. Попадание в состояние равновесия осуществляется случайно, и в нем молекула не может находиться стабильно.

В газах расстояния между молекулами значительно больше диаметров самих молекул. Поэтому их взаимодействие хаотично.

8. Испарение. Кипение. (парообразование)

Парообразова́ние — свойство жидкостей изменять своё агрегатное состояние и превращаться в пар. Парообразование, происходящее лишь на поверхности капельной жидкости, называется испарением.

Парообразование по всему объёму жидкости называется кипением; оно происходит при определённой температуре, зависящей от давления — давления насыщенного пара; его значение зависит от рода жидкости и связано с температурой.

Обратный процесс — конденсация.

9. Тепловые процессы

тепловые процессы

ƛ — Удельная теплота плавления — Дж/кг
L — Удельная теплота парообразования — Дж/кг
q — Удельная теплота сгорания топлива — Дж/кг

скачать опору №5 в формате pdf

просмотров всего 1,751 , просмотров сегодня 8 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *