3. Молекули в тілах безперервно хаотично рухаються.

Хаотичний рух молекул підтверджує рух броунівських частинок (частинок твердих тіл мікронних розмірів) в рідинах, який можна спостерігати, користуючись оптичним мікроскопом. Від швидкості хаотичного руху молекул в тілах залежить їх тепловий стан. Тому такий рух молекул називають тепловим.

Іі.2 Теплота і температура

Теплота – це фізична величина, що є мірою сумарної кінетичної енергії хаотичного руху молекул тіла.

Внутрішня енергія тіла (речовини) складається із суми енергій всіх частинок тіла, зокрема з кінетичної енергії хаотичного руху молекул та потенціальної енергії взаємодії молекул між собою. Тому теплота є частиною внутрішньої енергії речовини і може виступати мірою її кількості.

Температура – це кількісна характеристика теплового стану тіла. Температура є кількісною характеристикою інтенсивності хаотичного руху молекул тіла, показником середньої швидкості хаотичного руху молекул в тілі та середньої кінетичної енергії хаотичного руху молекул.

Чим з більшою швидкістю рухаються молекули, тим більша їх кінетична енергія (), тим тіло тепліше і вища його температура.

Для визначення температури використовують залежність деяких фізичних характеристик тіл від їх теплового стану.

Наприклад, у ртутних і спиртових термометрах використовується залежність об’єму робочої рідини від її теплового стану, в електричних термометрах – залежність електропровідності від теплового стану.

У ртутному термометрі рівень поверхні ртуті в капілярі, коли термометр контактує із замерзаючою водою, позначають цифрою 0, а її рівень, коли термометр контактує з киплячою водою – цифрою 100. Відстань між цими положеннями поверхні ртуті ділять на 100 рівних поділок, кожну з яких називають градусом. Описану шкалу температур, в якій температура замерзання води (плавлення льоду) 0 градусів, а температура кипіння води 100 градусів, запропонував Цельсій.

Окрім шкали Цельсія, широко використовується абсолютна шкала температур (шкала Кельвіна), яку називають термодинамічною шкалою температур. У СІ температуру вимірюють в кельвінах (К) (1˚С = 1К). За шкалою Кельвіна О К = – 273, 16˚ С. При цій температурі припиняється будь-який рух атомів і молекул в тілах.

Зв’язок між температурою Т за шкалою Кельвіна і температуроюt˚Cза шкалою Цельсія має вигляд:

Т = 273,16 + t^o C.

За нормальну температуру прийняли 273 К за шкалою Кельвіна, 0˚С –за шкалою Цельсія.

Іі.3 Газовий стан речовин та його характеристики

Переважна більшість речовин може перебувати у твердому, рідкому і газоподібному стані. Найбільш простим для вивчення є газоподібний стан, коли молекули знаходяться на достатньо великих відстанях і взаємодія між ними значно менша порівняно з рідким та твердим станом.

Величинами, що характеризують газовий стан речовин, є об’єм, тиск і температура.

Об’ємом V називають частину простору, що займає тіло.В СІ об’єм вимірюють ум³.

Тиском р називають силу, що діє на одиницю площі поверхні:

p= ,(ІІ.2)

де F – сила, з якою одне тіло діє на інше, S – площа дотикання тіл.

Розмірність одиниці вимірювання тиску:

.

Одиницею вимірювання тиску в СІ є 1 паскаль(1 Па).

1 Па – це тиск, при якому на площу поверхні 1 м² діє сила рівна 1:

1 Па = 1 Н/м.

Визначення поняття температури дане в п. ІІ.2.

За нормальний атмосферний тиск в СІ прийняли р = 1,013 ∙ 10⁵Па. На практиці тиск газу часто вимірюють в мм рт. ст. і нормальний атмосферний тиск в цих одиницяхр= 760 мм рт. ст. Зв’язок між тиском в Па і мм рт. ст.: 1 мм рт. ст.133 Па. У техніці тиск часто вимірюють в атмосферах (1 ат відповідає 760 мм рт. ст.).

Тиск р, об’ємV і температуруt називаютьпараметрамигазового стану.