متوسط الطاقة الحركية
الطاقة الحركية هيالطاقة ، والتي يتم تحديدها من خلال سرعة الحركة من مختلف النقاط التي تنتمي إلى هذا النظام. في هذه الحالة ، من الضروري التمييز بين الطاقة التي تميز الحركة الانتقالية والحركة الدورانية. في هذه الحالة ، متوسط الطاقة الحركية هو متوسط الفرق بين الطاقة الكلية للنظام بأكمله والطاقة المتبقية ، وهذا هو ، في جوهره ، حجمه هو متوسط قيمة الطاقة الكامنة.
يتم تحديد قيمته المادية بواسطة الصيغة 3/ KT 2، حيث علامة: T - درجة الحرارة، ك - ثابت بولتزمان. هذه القيمة يمكن أن تكون بمثابة معيار للمقارنة (المرجع) للطاقة الواردة في أنواع مختلفة من الحركة الحرارية. على سبيل المثال، فإن متوسط الطاقة الحركية للجزيئات الغاز في دراسة حركة متعدية، هو 17 (- 10) NJ في درجة حرارة الغاز من 500 C. وكقاعدة عامة، على أعلى الإلكترونات الطاقة لديها حركة متعدية، ولكن الطاقة الأيونات والذرات المحايدة وأقل بكثير.
هذه القيمة ، إذا أخذنا في الاعتبار أي حل ، فإن الغاز أو السائل ، الذي يكون عند درجة حرارة معينة ، له قيمة ثابتة. هذا البيان ينطبق أيضا على الحلول الغروية.
تختلف بعض الشيء عن الحالة الصلبةالمواد. في هذه المواد ، يكون متوسط الطاقة الحركية لأي جسيم صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن التغلب على قوى الجذب الجزيئي ، وبالتالي يمكنه فقط إجراء حركة حول نقطة معينة تحدد بشكل مشروط وضع توازن معين للجسيم خلال فترة زمنية طويلة. هذه الخاصية ويسمح للمادة الصلبة لتكون مستقرة بما فيه الكفاية في الشكل والحجم.
إذا نظرنا في الشروط: الحركة الانتقالية والغاز المثالي ، فإن متوسط الطاقة الحركية ليس كمية تعتمد على الكتلة الجزيئية ، وبالتالي يتم تعريفها كقيمة متناسبة مباشرة مع قيمة درجة الحرارة المطلقة.
كل هذه الأحكام التي قمنا بها معتبين أنها صالحة لجميع أنواع الحالات الكلية للمادة - في أي منها تعمل درجة الحرارة باعتبارها السمة الرئيسية التي تعكس ديناميكية وشدة الحركة الحرارية للعناصر. وهذا هو جوهر النظرية الجزيئية الحركية ومحتوى مفهوم التوازن الحراري.
كما هو معروف ، إذا جاء جسمان جسديانفي التفاعل مع بعضها البعض ، ثم تنشأ عملية التبادل الحراري بينهما. إذا كان الجسم عبارة عن نظام مغلق ، أي أنه لا يتفاعل مع أي أجسام ، فستستمر عملية التبادل الحراري الخاصة به طالما أنها تستغرق معادلة درجات حرارة هذا الجسم والبيئة. تسمى هذه الحالة بالتوازن الديناميكي الحراري. تم تأكيد هذا الاستنتاج مرارًا وتكرارًا بنتائج التجارب. لتحديد متوسط الطاقة الحركية ، يجب أن يشير المرء إلى خصائص درجة حرارة جسم معين وخصائص تبادل الحرارة الخاصة به.
ومن المهم أيضا أن نعتبر أن العمليات الصغيرة داخللا تنتهي الجثث حتى عندما يدخل الجسم إلى توازن حراري ديناميكي. في هذه الحالة ، تتحرك الجزيئات وتتغير في سرعاتها وتأثيراتها وتصادماتها داخل الأجسام. لذلك ، واحد فقط من العديد من تصريحاتنا هو راض: حجم الجسم ، يمكن أن يختلف الضغط (إذا كان غازًا) ، لكن درجة الحرارة ستبقى ثابتة. هذا يؤكد مرة أخرى التأكيد على أن متوسط الطاقة الحركية للحركة الحرارية في الأنظمة المعزولة يتم تحديدها حصريًا بمؤشر درجة الحرارة.
تم تأسيس هذا النمط في سياق التجارب التي كتبها J. تشارلز في عام 1787. أثناء إجراء التجارب ، لاحظ أنه عندما يتم تسخين الأجسام (الغازات) بنفس المقدار ، يتغير ضغطها وفقًا لقانون نسبي مباشر. جعلت هذه الملاحظة من الممكن إنشاء العديد من الأجهزة والأشياء المفيدة ، ولا سيما مقياس حرارة الغاز.
