Fyzika

Článek o převodu teplotních stupnic

Celsiova stupnice a Fahrenheitova stupnice jsou různé teplotní stupnice. Pokud je teplota objektu měřena a vyjádřena na stupnici Celsia, pak chceme uvést teplotu objektu na stupnici Fahrenheita a pak ji změníme z Celsiovy stupnice na Fahrenheitovu stupnici. V této části se naučíme, jak změnit nebo převést teplotní stupnici.

Při tlaku 1 atm je teplota bodu tuhnutí pro teploměr Celsia = 0 ^oC, zatímco Fahrenheitův teploměr = 32 ^oF. naopak, při tlaku 1 atm je teplota bod varu pro teploměr s Celsiovou stupnicí = 100 ^oC, zatímco teploměr se stupnicí Fahrenheita = 212 ^oF.

Více informací

Článek o teploměrech a teplotních stupnicích

1. Teploměry

Přístroj určený k měření teploty je teploměr. Existuje mnoho typů teploměrů, ale princip fungování je stejný. Obvykle používáme termometrické předměty, což je povaha hmoty, která se mění s teplotou. Pokud se mění teplota předmětu, mění se také jeho tvar a velikost. Většina teploměrů používá předměty, které se mohou při změně teploty roztahovat nebo smršťovat. Často používané teploměry se skládají ze skleněných trubic, jejichž středem je líh nebo rtuť. Když teplota stoupá, líh nebo rtuť v nádobě se roztahuje, takže se délka líhového nebo rtuťového sloupce zvětšuje. Naopak, když teplota klesá, délka líhového nebo rtuťového sloupce se zmenšuje. Na vnější straně skleněné trubice jsou čísla, která představují stupnici teploměru. Číslo zobrazené na horním konci líhového nebo rtuťového sloupce udává hodnotu teploty měřeného předmětu.

Více informací

Článek o nultém termodynamickém zákonu

Doposud jsme pozorovali pouze tepelnou rovnováhu, kterou zažívají dva objekty v kontaktu.

Abychom hlouběji porozuměli konceptu tepelné rovnováhy, podívejme se na tři objekty (řekněme objekty A, objekt B a objekty C). Například objekt B a objekt C se navzájem nedotýkají, ale objekt A je v kontaktu s objektem B a objekt A je v kontaktu s objektem C. Podívejte se na obrázek níže. Protože se objekty A a B navzájem dotýkají, jsou v tepelné rovnováze i objekty A a C. Jsou v tepelné rovnováze i objekty B a C, které se navzájem nedotýkají? Použijeme-li pouze logiku, můžeme říci, že objekt B a objekt C jsou také v tepelné rovnováze, i když se nedotýkají. Objekt A a objekt B jsou v tepelné rovnováze, což znamená, že teplota objektu A = teplota objektu B.

Více informací

Článek o definici teploty a tepelné rovnováhy

Definice teploty

Dotkl/a ses někdy ledu? Co cítíš, když se tvoje ruce dotknou ledu? Co když se dotkneš ohně? Když se dotkneš ledu, máš chladné ruce, když se dotkneš ohně, máš horké ruce. Horko, teplo, chlad, zima - co to znamená?

Pojem teploty vychází z tepla a chladu, které vnímáme hmatem. Na základě toho, co vnímáme hmatem, říkáme, že objekt je teplejší než jiný objekt, nebo že objekt je chladnější než jiný. Horké objekty mají vyšší teplotu, zatímco studené objekty mají nižší teplotu. Čím chladnější objekt, tím nižší je jeho teplota. Naopak, čím teplejší objekt, tím vyšší je jeho teplota. Míra tepla nebo chladu objektu se nazývá teplota. V předmětu kinetika plynů hlouběji pochopíte definici teploty; co se děje s molekulami objektu, takže se může cítit horký, teplý, chladný nebo studený.

Více informací

Článek o skupenstvích hmoty (na základě mikroskopických vlastností)

V každodenním životě se často setkáváme se třemi různými skupenstvími hmoty. Existují pevné látky (např. kameny, železo atd.), kapalné (voda, benzín atd.) a plynné látky (vzduch atd.). Třífázové stavy těchto látek lze rozlišit na základě jejich schopnosti udržovat si svůj tvar a velikost.

Pevné látky si obvykle udržují stálý tvar a objem. Kapalina si neudržuje stálý tvar, ale přizpůsobuje se nádobě, ve které se nachází. Například pokud nalijeme vodu do sklenice, její tvar se změní jako sklenice. Pokud nalijeme vodu do vany, tvar se změní jako vana. Objem kapaliny je obvykle vždy stálý. Pokud je sklenice vody umístěna do vany, množství vody ve sklenici zůstane. Tvar vody se může měnit, ale velikost se nikdy nemění. Mějte na paměti, že počet pevných látek a kapalin se může změnit, pokud na ně působí dostatečná síla.

Více informací

Článek o atomové teorii a kinetické teorii

Atomová teorie

Po tisíce let starověcí Řekové věřili, že každá čistá látka (jako zlato, železo atd.) se skládá z atomů. Podle nich, pokud je čistá látka rozřezána na malé kousky, pak se tyto drobné části znovu rozřezají, pak se znovu rozřezají… a tak dále, až vzniknou nejmenší kousky, které nelze znovu rozřezat. Nejmenší kousky, které nelze znovu rozřezat, se nazývají atomy. Atom znamená „nelze rozdělit“ (řecky).

V té době se atom již nepovažoval za dělený. Později však někteří vědci objevili elektrony a atomová jádra (protony a neutrony), takže předpoklad, že atomy nelze dělit, byl mylný. Atomy se tedy skládají z elektronů (záporně nabitých) a atomových jader. Elektrony obíhají kolem jádra. Uvnitř jádra se nacházejí protony (kladně nabité) a neutrony (neutrální neboli nenabité).

Více informací

Článek o fázových změnách Kritická teplota Trojný bod

V diskusi o zákonu ideálního plynu bylo vysvětleno, že zákon ideálního plynu popisuje chování reálného plynu přesně pouze tehdy, když tlak a hustota reálného plynu nejsou příliš velké. Pokud jsou tlak a hustota reálného plynu dostatečně velké, zákon ideálního plynu poskytuje nepřesné výsledky, podobně i když se teplota reálného plynu blíží bodu varu. To souvisí s interakcemi, ke kterým dochází mezi molekulami reálného plynu. Tlak plynu je nepřímo úměrný objemu plynu. Když je tlak plynu dostatečně velký, objem plynu se zmenšuje. Protože je objem plynu malý, vzdálenost mezi molekulami plynu se zkracuje. Když se vzdálenost mezi molekulami zkracuje, molekuly se vzájemně přitahují. Je to, jako když položíte kus železa na magnet. Pokud je vzdálenost mezi magnetem a železem dostatečně velká, magnet nemůže železo přitahovat. Pokud je však vzdálenost mezi magnetem a železem malá, železo se k sobě přitahuje.

Více informací

Van der Walls je jméno nizozemského fyzika J. D. van der Waalse (1837-1923). Van der Waalsova stavová rovnice je stavová rovnice plynu, podobná stavové rovnici ideálního plynu. Rozdíl je v tom, že stavová rovnice ideálního plynu nemůže poskytnout přesné výsledky, pokud jsou tlak a hustota reálného plynu dostatečně velké. Zatímco Van der Waalsova stavová rovnice může poskytnout přesnější výsledky.

Existence této rovnice pochází od Van der Waalse, který si uvědomil omezení rovnice ideálního stavu. Waals upravil stavovou rovnici ideálního plynu přidáním několika faktorů, které ovlivňují i ​​reálný stav plynu, když jsou tlak a hustota reálného plynu velké.

Více informací

Proces odpařování lze vysvětlit pomocí kinetické teorie. Stejně jako molekuly plynu se pohybují i ​​molekuly vody. Rozdíl je v tom, že molekuly vody se nemohou rozptýlit, protože přitažlivost mezi molekulami je stále drží pohromadě. Naopak přitažlivost mezi molekulami plynu je křehká, takže molekuly plynu se nemohou sloučit. Při pohybu mají molekuly vody rychlost. Existují molekuly vody, které mají vysokou rychlost; existují také molekuly vody, které mají malou rychlost. Rozložení rychlosti molekuly vody se podobá Maxwellovu rozdělení.

K odpařování dochází, když je rychlost molekul vody dostatečně velká, takže přitažlivost mezi molekulami vody je nedokáže udržet pohromadě. Podobně jako u raket letících do vesmíru je rychlost rakety dostatečně velká, aby ji gravitační síla Země neudržela na Zemi. Všimněte si, že přitažlivosti mezi molekulami se mohou vymanit pouze molekuly s velkými rychlostmi. Molekuly s malými rychlostmi zůstávají pohromadě, jako voda.

Více informací

Var je proces přeměny kapaliny na plyn. K varu dochází, když je tlak nasycených par roven tlaku vzduchu (tlak vzduchu = atmosférický tlak). Budeme hovořit pouze o vroucí vodě. Tlak nasycených par vody je přímo úměrný teplotě vody, čím vyšší je teplota vody, tím vyšší je tlak nasycených par. Když vodu zahříváme, na dně nádoby se obvykle objevují malé bublinky. Existence bublin naznačuje přeměnu kapaliny na plyn. Pokud je tlak nasycených par v bublině menší než tlak venkovního vzduchu, bublina se smrští a rozpadne, než dosáhne povrchu. Bublinky se ničí, protože tahová síla vnějšího vzduchu je vyšší než tahová síla páry uvnitř bubliny. Tlak vnějšího vzduchu je vyšší než tlak páry v bublině, takže vnější vzduch má výraznější sílu (P = F / A).

Více informací