Физикийн үндсэн хичээлүүд

Термометр ба температурын хэмжүүрийн тухай нийтлэл

1. Термометр

Температурыг хэмжих зориулалттай багаж бол термометр юм. Термометрийн олон төрөл байдаг ч ажиллах зарчим нь адилхан. Ихэвчлэн бид температурын дагуу өөрчлөгддөг бодисын мөн чанарыг харуулсан термометрийн объектуудыг ашигладаг. Хэрэв объектын температур өөрчлөгдвөл объектын хэлбэр, хэмжээ бас өөрчлөгддөг. Ихэнх термометрүүд температур өөрчлөгдөхөд тэлэх эсвэл агших боломжтой объектуудыг ашигладаг. Ихэвчлэн ашиглагддаг термометрүүд нь шилэн хоолойноос бүрддэг бөгөөд хоолойн төв хэсэгт спирт эсвэл мөнгөн ус байдаг. Температур нэмэгдэхэд саванд байгаа спирт эсвэл мөнгөн ус тэлж, спирт эсвэл мөнгөн усны баганын урт нэмэгддэг. Үүний эсрэгээр, температур буурахад спирт эсвэл мөнгөн усны баганын урт багасдаг. Шилэн хоолойн гадна талд термометрийн масштаб болох тоонууд байдаг. Спирт эсвэл мөнгөн усны баганын дээд үзүүрт харуулсан тоо нь хэмжиж буй объектын температурын утгыг заана.

Цааш нь

Термодинамикийн тэг хуулийн тухай нийтлэл

Одоогоор бид зөвхөн хоёр биет хоорондоо харьцаж байгаа үед л мэдрэгдэх дулааны тэнцвэрийг ажигласан.

Дулааны тэнцвэрийн тухай ойлголтыг илүү гүнзгий ойлгохын тулд гурван объектыг (A объект, B объект, C объект гэж үзье) авч үзье. Жишээлбэл, B объект ба C объект бие биедээ хүрдэггүй, харин A объект B объекттой, A объект нь C объекттой хүрэлцдэг. Доорх зургийг ажиглана уу. Учир нь тус бүртэй хүрэлцсэн үед A объект болон B объектоос бусад нь дулааны тэнцвэрт байдалд байдаг тул A объект ба C объектууд бас дулааны тэнцвэрт байдалд байна. Бие биедээ хүрдэггүй B ба C объектууд мөн дулааны тэнцвэрт байдалд байна уу? Хэрэв бид зөвхөн логик ашиглавал B объект ба C объектууд хүрэлцээгүй ч гэсэн дулааны тэнцвэрт байдалд байна гэж хэлж болно. A объект ба B объект нь дулааны тэнцвэрт байдалд байна, өөрөөр хэлбэл A объектын температур = B объектын температур.

Цааш нь

Температур ба дулааны тэнцвэрийн тодорхойлолтын тухай нийтлэл

Температурын тодорхойлолт

Та мөсөнд хүрч үзсэн үү? Гар чинь мөсөнд хүрэхэд юу мэдэрдэг вэ? Хэрэв таны хүрсэн зүйл гал байвал яах вэ? Мөсөнд хүрэхэд гар чинь хүйтэн, галд хүрэхэд гар чинь халуун мэдрэгддэг. Халуун, дулаан, сэрүүн, хүйтэн гэсэн ямар төлөвүүд байдаг вэ?

Температурын тухай ойлголт нь бидний мэдрэхүйгээр мэдэрдэг дулаан, хүйтнээс эхэлдэг. Хүрэхүйн мэдрэмжээр мэдэрдэг зүйл дээр үндэслэн бид объект нь нөгөө объектоос илүү халуун эсвэл объект нь нөгөөгөөсөө хүйтэн гэж хэлдэг. Халуун объектууд өндөр температуртай байдаг бол хүйтэн объектууд бага температуртай байдаг. Объект хүйтэн байх тусам температур нь бага байдаг. Үүний эсрэгээр, объект халуун байх тусам температур нь өндөр байдаг. Объектын дулаан эсвэл хүйтний хэмжүүрийг температур гэж нэрлэдэг. Хийн кинетик онолын хичээл дээр та температурын тодорхойлолтыг илүү гүнзгий ойлгох болно; объектын молекулуудад юу тохиолддог, ингэснээр халуун, дулаан, сэрүүн эсвэл хүйтэн мэдрэгддэг.

Цааш нь

Бодисын үе шатуудын тухай нийтлэл (микроскопийн шинж чанарт үндэслэсэн)

Өдөр тутмын амьдралд бид материйн гурван өөр үе шаттай байнга тулгардаг. Хатуу бодис (жишээ нь, чулуу, төмөр гэх мэт), шингэн (ус, бензин гэх мэт) болон хийн бодис (агаар гэх мэт) байдаг. Эдгээр бодисын гурван үе шатыг хэлбэр, хэмжээгээ хадгалах чадвараар нь ялгаж болно.

Хатуу биетүүд нь ихэвчлэн тогтмол хэлбэр, эзэлхүүнтэй байдаг. Шингэн нь хавсарсан хэлбэрээ хадгалдаггүй, харин эзэлж буй савандаа тохируулан явдаг. Жишээлбэл, хэрэв бид усыг аяганд хийвэл хэлбэр нь шил шиг өөрчлөгддөг. Хэрэв усыг ваннд хийвэл хэлбэр нь ванн шиг өөрчлөгддөг. Шингэний хэмжээ нь ихэвчлэн үргэлж тогтмол байдаг. Хэрэв нэг аяга усыг ваннд хийвэл усны хэмжээ шилэн дотор үлддэг. Усны хэлбэр өөрчлөгдөж болох ч хэмжээ нь хэзээ ч өөрчлөгддөггүй. Хангалттай хүч үйлчилбэл хатуу болон шингэний тоо өөрчлөгдөж болно гэдгийг санаарай.

Цааш нь

Атомын онол ба кинетик онолын тухай нийтлэл

Атомын онол

Эртний Грекчүүд хэдэн мянган жилийн турш цэвэр бодис (алт, төмөр гэх мэт) бүр атомуудаас бүрддэг гэж үздэг байжээ. Тэдний үзэж байгаагаар, хэрэв цэвэр бодисыг жижиг хэсгүүдэд хуваавал жижиг хэсгүүдийг нь дахин хувааж, дараа нь буцааж хуваадаг... гэх мэтчилэн дахин огтлох боломжгүй хамгийн жижиг хэсгүүд үлдэнэ. Дахин огтлох боломжгүй хамгийн жижиг хэсгүүдийг атом гэж нэрлэдэг. Атом гэдэг нь "хувааж болохгүй" гэсэн утгатай (Грек хэл).

Тухайн үед атом хуваагдахаа больсон гэж үздэг байв. Гэвч хожим нь зарим эрдэмтэд электрон ба атомын цөм (протон ба нейтрон)-ийг нээсэн тул атомуудыг хувааж болохгүй гэсэн таамаглал буруу байв. Тиймээс атомууд нь электрон (сөрөг цэнэгтэй) ба атомын цөмөөс бүрдэнэ. Электронууд цөмийг тойрон эргэлддэг. Цөмийн дотор протон (эерэг цэнэгтэй) ба нейтрон (төвийг сахисан эсвэл цэнэггүй) байдаг.

Цааш нь

Фазын өөрчлөлтийн тухай нийтлэл Критик температур Гурвалсан цэг

Идеал хийн хуулийн хэлэлцүүлэгт идеал хийн хууль нь бодит хийн даралт ба нягтрал хэт их биш үед л бодит хийн зан төлөвийг үнэн зөв тодорхойлдог болохыг тайлбарласан. Хэрэв даралт ба бодит хийн нягтрал хангалттай их байвал идеал хийн хууль нь буруу үр дүнг өгдөг бөгөөд үүнтэй адил бодит хийн температур буцлах цэгт ойртох үед ч мөн адил. Энэ нь бодит хийн молекулуудын хооронд үүсдэг харилцан үйлчлэлтэй холбоотой юм. Хийн даралт нь хийн эзэлхүүнтэй урвуу хамааралтай байдаг. Хийн даралт хангалттай их байх үед хийн эзэлхүүн багасдаг. Хийн эзэлхүүн бага тул хийн молекулуудын хоорондох зай ойртдог. Молекулуудын хоорондох зай ойртох үед молекулууд бие биенээ татдаг. Энэ нь та төмрийн хэсгийг соронзон дээр тавихтай адил юм. Хэрэв соронз ба төмрийн хоорондох зай хангалттай хол байвал соронз төмрийг татаж чадахгүй. Гэхдээ хэрэв соронз ба төмрийн хоорондох зай ойрхон байвал төмөр ойртдог.

Цааш нь

Ван дер Валс бол Голландын физикч Ж.Д. ван дер Ваалсын (1837-1923) нэр юм. Ван дер Ваалсын төлөвийн тэгшитгэл нь хийн төлөвийн тэгшитгэл бөгөөд идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлтэй төстэй юм. Ялгаа нь гэвэл, бодит хийн даралт ба нягтрал хангалттай их байвал идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл нь үнэн зөв үр дүнг өгч чадахгүй. Харин Ван дер Ваалсын төлөвийн тэгшитгэл нь илүү нарийвчлалтай үр дүнг гаргаж чадна.

Энэ тэгшитгэлийн оршин тогтнол нь Ван дер Ваалсаас үүдэлтэй бөгөөд тэрээр идеал төлөвийн тэгшитгэлийн хязгаарлалтыг ойлгосон. Ваалс бодит хийн даралт ба нягтрал их байх үед бодит хийн төлөв байдалд нөлөөлдөг хэд хэдэн хүчин зүйлийг нэмж, идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлийг өөрчилсөн.

Цааш нь

Ууршилтын процессыг кинетик онол ашиглан тайлбарлаж болно. Хийн молекулуудын нэгэн адил усны молекулууд ч хөдөлдөг. Ялгаа нь усны молекулууд тархаж чадахгүй, учир нь молекулуудын хоорондох таталцал тэднийг хамтад нь барьж чаддаг. Үүний эсрэгээр, хийн молекулуудын хоорондох таталцал эмзэг тул хийн молекулууд нэгдэж чадахгүй. Хөдөлж байх үед усны молекулууд хурдтай байдаг. Өндөр хурдтай усны молекулууд байдаг; мөн бага хурдтай усны молекулууд байдаг. Усны молекулын хурдны тархалт нь Максвеллийн тархалттай төстэй.

Усны молекулуудын хурд нь усны молекулуудын хоорондох таталцал нь түүнийг хооронд нь барьж чадахгүй байхаар хангалттай их байх үед ууршилт үүсдэг. Сансарт хөдөлж буй пуужинтай адил пуужингийн хурд нь дэлхийн таталцлын хүч нь түүнийг дэлхий дээр байлгахгүй байхаар хангалттай том байдаг. Зөвхөн өндөр хурдтай молекулууд л молекулуудын хоорондох таталцлаас зугтаж чадна гэдгийг анхаарна уу. Бага хурдтай молекулууд ус шиг хамтдаа үлддэг.

Цааш нь

Буцалгах гэдэг нь шингэнийг хий болгон хувиргах үйл явц юм. Буцалгах нь ханасан уурын даралт нь агаарын даралттай тэнцүү үед явагддаг (агаарын даралт = атмосферийн даралт). Бид зөвхөн буцалж буй усны талаар ярьж байна. Усны ханасан уурын даралт нь усны температуртай шууд пропорциональ байдаг бөгөөд усны температур өндөр байх тусам ханасан уурын даралт өндөр байдаг. Усыг халаахад савны ёроолд жижиг бөмбөлгүүд ихэвчлэн гарч ирдэг. Бөмбөлөг байгаа нь шингэн хий болж хувирсныг илтгэнэ. Хэрэв бөмбөлөг дэх ханасан уурын даралт нь гаднах агаарын даралтаас бага байвал бөмбөлөг гадаргуу дээр хүрэхээсээ өмнө агшиж, задарна. Гаднах агаарын түлхэлтийн хүч нь бөмбөлөг доторх уурын түлхэлтийн хүчнээс өндөр байдаг тул бөмбөлөгүүд устаж үгүй ​​болдог. Гаднах агаарын даралт нь бөмбөлөг дэх уурын даралтаас өндөр байдаг тул гаднах агаар илүү мэдэгдэхүйц хүчтэй байдаг (P = F / A).

Цааш нь

Чийгшил нь агаар дахь усны уурын хэмжээг илэрхийлдэг. Бороо ороход агаарт маш их усны уур байдаг тул агаар мандал маш чийглэг байдаг. Үүний эсрэгээр, хэрэв агаар дахь усны уур маш бага байвал агаар хуурай байна. Агаар дахь усны уурын хэмжээг харьцангуй чийгшлээр илэрхийлдэг.

Харьцангуй чийгшил гэдэг нь тодорхой температурт (уур гэдэг нь усны уур) уурын парциал даралтын усны ханасан уурын даралттай харьцуулсан харьцаа юм. Харьцангуй чийгшлийг хувиар илэрхийлнэ. Математикийн томъёогоор:

Цааш нь