• gmseeer
  • Комментариев: 0
  • Просмотров: 919
  • 6-09-2015, 20:57

На цьому уроці всі охочі зможуть вивчити тему «Теплове рух. Температура». Тут ми починаємо вивчення обширної теми «Теплові явища». Ми дізнаємося, що входить в поняття теплові явища і для чого ми можемо використовувати знання процесів теплових явищ. Поговоримо про головною характеристикою теплових явищ – температурі. Дамо визначення, дізнаємося, як позначається і в яких одиницях виміру вимірюється ця величина. Познайомимося із явищем теплового руху частинок, з яких складається речовина.

Тема: Теплові явища.

Урок: Тепловий рух. Температура.

1. Теплові явища

Визначення.Теплові явища – це явища, пов'язані з нагріванням або охолодженням тіл, а також із зміною їх агрегатного стану.

Всі теплові явища пов'язані з температурою.

Всі тіла характеризуються станом свого теплового рівноваги. Головною характеристикою теплового рівноваги є температура.

2. Температура

Температура – це міра «нагретости» тіла.

Оскільки температура є фізичною величиною, то її можна і потрібно виміряти. Для вимірювання температури використовується прилад, який називається термометр (від грец. термо – тепло, метрео – вимірюю).

3. Термоскоп Галілея

Перший термометр (а, точніше, його аналог) винайшов Галілео Галілей. Винахід Галілея, яке він представив своїм студентам на лекціях в університеті в кінці XVI століття (1597), було названо термоскопом.
Перший термометр (а, точніше, його аналог) винайшов Галілео Галілей. Винахід Галілея, яке він представив своїм студентам на лекціях в університеті в кінці XVI століття (1597), було названо термоскопом.

Будь термометр базується на наступному принципі: зміна фізичних властивостей речовин у залежності від температури.

4. Термоскоп Галілея

Досвід Галілея

Рис. 1. Досвід Галілея

Досвід Галілея (див. Рис. 1) полягав у наступному: він взяв колбу з довгою ніжкою і наповнив її водою. Потім узяв склянку з водою і перевернув колбу ніжкою вниз, поставивши склянку. Частина води, природно, вилилася, однак, в результаті, у ніжці залишився певний рівень води. Якщо тепер нагрівати колбу (в якій знаходиться повітря), то рівень води буде опускатися, а якщо охолоджувати, то, навпаки, підвищуватися. Це пов'язано з тим, що при нагріванні речовини (зокрема, повітря) мають властивість розширюватися, а при охолодженні – навпаки, звужуватися (саме тому рейки роблять несуцільними, а дроти між стовпами іноді трохи провисають).

4. Градусні шкали

У цей же час була введена так звана градусна шкала. Саме слово «градус» в перекладі з латинського означає «ступінь».

На сьогоднішній день збереглися три основні шкали.

1. Шкала Цельсія

Найбільше поширення отримання шкала, яка з дитинства відома кожному – шкала Цельсія.

Андерс Цельсій – шведський астроном, який запропонував наступну шкалу температур: – температура кипіння води; – температура замерзання води. В даний час всі ми звикли до перевернутої шкалою Цельсія.

Примітка: сам Цельсій говорив, що такий вибір шкали викликаний простим фактом: зате взимку не буде негативної температури.

2. Шкала Фаренгейта

В Англії, США, Франції, Латинській Америці і деяких інших країнах популярністю користується шкала Фаренгейта.

Габріель Фаренгейт – німецький дослідник – інженер, який вперше застосував свою власну шкалу для виготовлення скла. Шкала Фаренгейта більш тонка: по розмірності шкали градус Фаренгейта менше градуси шкали за Цельсієм.

3. Шкала Реомюра

Технічна шкала придумана французьким дослідником Р. А. Реомюром. За цією шкалою 0 відповідає температурі замерзання води, а от в якості температури кипіння води Реомюром була обрана температура 80 градусів.

У фізиці, в основному, використовується так звана абсолютна шкала – шкала Кельвіна. 1 градус за Цельсієм дорівнює 1 градусу за Кельвіном, однак температура відповідає приблизно.

Нагадаємо, що при зміні температури тіла змінюються його лінійні розміри (при нагріванні – розширюються, при охолодженні – звужуються). Це пов'язано з поведінкою молекул. При нагріванні збільшується швидкість руху частинок, відповідно, вони починають частіше взаємодіяти, і обсяг збільшується.

З цього можна зробити висновок, що температура пов'язана з рухом частинок, з яких складаються тіла (це відноситься і до твердих, рідких, і до газоподібним тіл).

Рух частинок у газах є безладним (так як молекули і атоми в газах практично не взаємодіють).

Рух частинок у газах є безладним (так як молекули і атоми в газах практично не взаємодіють).

Рух частинок в рідинах є «стрибкоподібним», тобто молекули ведуть «осілий спосіб життя», але здатні «перестрибувати» з одного місця на інше. Цим визначається текучість рідин.

Рух частинки в твердих тілах називається коливальним.

Таким чином, всі частинки знаходяться в безперервному русі. Це рух частинок називається тепловим рухом (безладне, хаотичне рух).

Це рух ніколи не зупиняється (до тих пір, поки у тіла є температура).

Підтвердив наявність теплового руху в 1827 році англійський ботанік Роберт Броун, на ім'я якого цей рух називають броунівським рухом.


5. Досліди Галілея і Амонтона

На сьогоднішній день відомо, що найнижча температура, яка може бути досягнута, становить приблизно . Саме при такій температурі завмирає рух частинок (проте не завмирає рух всередині самих частинок).

Розглянемо в ув'язненні ще один досвід – досвід французького вченого Гильом Амонтона, який у 1702 році винайшов так званий газовий термометр. З невеликими змінами цей термометр дійшов і до наших днів.

Досвід Амонтона

Рис. 2. Досвід Амонтона

 

Візьмемо колбу з водою і заткнемо її пробкою з тонкою трубкою (див. Рис. 2). Якщо тепер нагрівати воду, то за рахунок розширення води, її рівень в трубці буде підвищуватися. За рівнем підняття води в трубці можна зробити висновок про зміну температури. Перевага термометра Амонтона полягає в тому, що він не залежить від атмосферного тиску.

На цьому уроці ми розглянули таку важливу фізичну величину, як температура. Вивчили способи її вимірювання, характеристики і властивості. На подальших уроках ми вивчимо таке поняття, як внутрішня енергія.

Список рекомендованої літератури

1. Генденштейн Л. Е., Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. /Під ред. Орлова Ст. А., Ройзена В. І. Фізика 8. – М.: Мнемозина.

2. Перышкин А. В. Фізика 8. – М: Дрофа, 2010.

3. Фадєєва А. А., Засув А. В., Кисельов Д. Ф. Фізика 8. – М: Просвітництво.