Page 24 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PROMOCJA

1.1 Energia wewnętrzna i temperatura
Podejmij temat
Dlaczego pokrywka umieszczona na
naczyniu z wrzącą wodą podskakuje?
Dlaczego wzrasta temperatura metalu, gdy
kowal uderza w niego młotem?
1.1 Zjawisko dyfuzji
22
Związek temperatury ciała z szybkością i energią cząsteczek
Przypomnij sobie doświadczenie z klasy siódmej, na podstawie którego oma-
wialiśmy zjawisko dyfuzji (dział 3, doświadczenie nr 21). Obserwowałeś, jak
rozchodziła się esencja herbaciana (il. 1.1) i nadmanganian potasu w szklance
z zimną i gorącą wodą. Stawialiśmy hipotezę, że dyfuzja będzie zachodziła
znacznie wolniej w wodzie zimnej niż w wodzie gorącej. Wnioskowaliśmy,
że zjawisko dyfuzji przebiega szybciej w wyższej temperaturze. Jak wiesz,
cząsteczki danej cieczy nie poruszają się wszystkie z jednakową prędkością.
Zderzają się ze sobą oraz uderzają o ścianki naczynia, przez co zmieniają się
wartości i kierunki ich prędkości. Tak samo dzieje się w naczyniu wypełnio-
nym gazem o określonej temperaturze – cząsteczki poruszają się chaotycznie
z najróżniejszymi prędkościami. Jednak średnia wartość prędkości dowolnie
dużej, losowo wybranej liczby cząsteczek jest ustalona. Mówimy wówczas
o średniej szybkości cząsteczek, a więc i ich średniej energii kinetycznej.
To znaczy, że średnia szybkość poruszania się cząsteczek danej substancji (i ich
energia kinetyczna) związana jest z jej temperaturą. Im szybciej poruszają się
cząsteczki substancji, tym wyższa jest jej temperatura. Jeśli cząsteczki porusza-
ją się z większą szybkością, to wobec tego mają większą energię kinetyczną.
Im większa jest średnia energia kinetyczna cząsteczek substancji,
tym wyższa jest jej temperatura.
W naszym doświadczeniu cząsteczki gorącej wody miały większą śred-
nią energię kinetyczną niż cząsteczki wody zimnej. Część energii przekazana
w czasie zderzeń cząsteczkom esencji herbacianej czy nadmanganianowi po-
tasu wprawiała je w ruch o dość dużej szybkości, w wyniku czego dyfuzja prze-
biegała znacznie szybciej niż w szklance zimnej wody, której cząsteczki miały
mniejszą energię kinetyczną. Wnioskujemy również, że jeśli temperatura ciała
w wyniku oziębienia obniży się, energia kinetyczna jego cząsteczek zmaleje.