თერმული ფიზიკა: მიმოხილვა

თქვენ ალბათ იცით თერმომეტრები და ტემპერატურის მიღება, სიცხე და სიცხე და წყლის დუღილს საჭირო. ახლა დროა გაფართოვდეთ სითბოს და ტემპერატურის თქვენს ინტუიციურ გაგებაში და გაეცნოთ როგორ აკეთებენ ამას ფიზიკოსები.

თერმული ფიზიკის ამ შესავალში თქვენ შეიტყობთ თუ რა არის სითბო და ტემპერატურა, ასევე, თუ რა მოვლენებს ეხება ფიზიკის ეს დარგი.

თერმული ფიზიკა არის ის სითბო და ტემპერატურა. სითბო განისაზღვრება, როგორც ენერგია, რომელიც გადადის სხვადასხვა ტემპერატურის ორ ობიექტს შორის - თბილი ობიექტიდან უფრო მაგარ ობიექტზე გადადის.

სითბო თერმული ენერგიის სახეობაა. თერმული ენერგია არის ენერგია, რომელიც დაკავშირებულია ობიექტის მოლეკულურ მოძრაობასთან. ნებისმიერი ობიექტის შიგნით, მოლეკულები უბრალოდ არ დგანან; მიუხედავად იმისა, რომ მოძრაობას თვალსაჩინოდ ვერ ხედავთ, ისინი ყველანი ირხევიან და ერთმანეთში ხტუნავენ.

ტემპერატურა არის საშუალო კინეტიკური ენერგიის საზომი თითო მოლეკულაზე. თქვენ შეიძლება იცოდეთ მისი გაზომვა ფარენგეიტის გრადუსამდე ან თუნდაც ცელსიუსით, მაგრამ SI განყოფილება, რომელსაც მეცნიერები ამჯობინებენ არის კელვინი.

Ჯამში შინაგანი ენერგია ობიექტი დამოკიდებულია მის მასაზე, ტემპერატურაზე და სპეციფიკური სითბოს ტევადობა. სპეციფიკური სითბოს ტევადობა არის იმის საზომი, თუ რამდენი სითბოს ენერგიაა საჭირო ერთეულის მასის ტემპერატურის 1 გრადუსით ასამაღლებლად. სხვადასხვა მასალებს აქვთ განსხვავებული სპეციფიკური სითბური ტევადობა და ნებისმიერი კონკრეტული მასალის სითბოს ტევადობა ჩვეულებრივ შეგიძლიათ იხილოთ ცხრილში.

სითბოს შეუძლია გადაადგილდეს ერთი ობიექტიდან მეორეზე სამი ძირითადი გზით. Ესენი არიან:

• კონდუქცია
• კონვექცია
• გამოსხივება

კონდუქციის დროს, ორი ობიექტი ფიზიკურ კონტაქტშია და სითბოს ენერგია თბილი ობიექტიდან უფრო მაგარი ობიექტისკენ გადადის, ობიექტებში მოლეკულებს შორის პირდაპირი შეჯახებით.

კონვექციაში სითბო გადადის კონვექციური დენებით. ეს ხდება მაშინ, როდესაც გაზქურას წყალს ადუღებთ. ტაფის ბოლოში წყალი თბება ჯერ და თბება, ფართოვდება და ნაკლებად მკვრივი ხდება. ნაკლებად მკვრივი, ის ადუღდება ტაფის თავზე, როდესაც ქულერი წყალი იძირება და შემდეგ თბება.

გამოსხივების დროს სითბოს ენერგია გადადის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების საშუალებით. ასე იღებთ ენერგიას მზისგან. ეს ენერგია მოძრაობს სივრცის ვაკუუმში, როგორც რადიაცია, რაც შემდეგ ათბობს დედამიწას, როდესაც ის ჩვენამდე მოვა.

მასალებს სითბოს ენერგია ემატება, ისინი ტემპერატურაში მატულობენ. გარკვეულ წერტილებში, ე.წ. ფაზის გადასვლები, მასალა ცვლის ფაზას. მასალები შეიძლება შეიცვალოს მყარიდან თხევადიდან და თხევადიდან გაზამდე და გაზამდეც კი პლაზმამდე.

ტემპერატურა, რომელზეც ხდება ფაზის ცვლილება, დამოკიდებულია მასალაზე და წნევის პირობებზე. ამის შესწავლა ხდება ფაზური დიაგრამის გამოყენებით.

ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა მასალის ფაზის შესაცვლელად, დამოკიდებულია ამ მასალის ფარულ სითბოზე. მასალის შერწყმის ფარული სითბო არის სითბოს ენერგია, რომელიც საჭიროა ამ ნივთიერების ერთეული მასის მყარიდან თხევად შეცვლაზე. მასალის ორთქლის ლატენტური სითბო არის სითბოს ენერგია, რომელიც საჭიროა სითხისგან გაზში გადასაყვანად.

თერმული ფიზიკა საბოლოოდ იწვევს თერმოდინამიკის შესწავლას, რომელიც ფიზიკის ის დარგია, რომელიც კინეტიკური თეორიისა და სტატისტიკური მექანიკის გამოყენებით თერმული სისტემების ცვლას სწავლობს.

თერმოდინამიკის სამი კანონი არსებობს, რომლებიც არეგულირებენ თერმოდინამიკურ პროცესებს. მარტივად, ამას თერმოდინამიკის პირველ, თერმოდინამიკის მეორე და თერმოდინამიკის მესამე კანონს უწოდებენ. როდესაც პირველად შეიტყობთ ამ კანონების შესახებ, ჩვეულებრივ გაიგებთ, თუ როგორ მოქმედებს ისინი იდეალურ გაზზე და გამოიყენებენ იდეალურ გაზს.

თერმოდინამიკა დაგეხმარებათ იმის გაგებაში, თუ როგორ მუშაობს ორთქლის ძრავები, მაცივრები, სითბოს ტუმბოები და სხვა მსგავსი საგნები.