Temperatura, równowaga i ruch cząsteczek

Potrzebne wiadomości: Masa, objętość i podstawowe stany skupienia.

Co mierzymy?

Ciała w kontakcie mogą wymieniać energię w postaci ciepła. W równowadze termicznej mają tę samą temperaturę i nie ma netto przepływu ciepła wywołanego jej różnicą. Termometr także musi zbliżyć się do równowagi z badanym ciałem. Odczyt natychmiast po przeniesieniu nie musi jeszcze opisywać jego temperatury.

Przeliczenie skal ma postać T[\mathrm K]=t[{}^\circ\mathrm C]+273{,}15. Różnica 1°C odpowiada różnicy 1 K, lecz 20°C nie jest temperaturą dwa razy wyższą od 10°C w sensie bezwzględnym.

Stan skupienia a ruch

W ciele stałym cząstki drgają wokół uporządkowanych lub nieuporządkowanych lokalnych położeń. W cieczy mogą zmieniać sąsiadów, a w gazie są przeciętnie znacznie dalej od siebie. Podgrzanie zwykle zwiększa energię ich chaotycznego ruchu, ale energia wewnętrzna zawiera też oddziaływania. Dlatego nie każda dostarczona energia podnosi temperaturę: może zmieniać stan skupienia.

Dyfuzja to samorzutne mieszanie związane z chaotycznym ruchem, a nie koniecznie z widocznym przepływem całej cieczy. Podczas konwekcji przemieszczają się większe porcje płynu. Metal może szybciej odprowadzać energię z dłoni niż drewno o tej samej temperaturze. Trzeba zatem odróżniać temperaturę, ilość energii i tempo jej przekazywania.

Zadania do tego tematu

• Temperatura i przyrost temperatury w dwóch skalach
• Dlaczego zimny metal odczuwamy inaczej niż drewno?
• Barwnik miesza się mimo braku mieszania łyżką

Dalsza lektura

Materiał referencyjny