Теплота, энергия и молекулярное движение

Работа и теплота являются лишь формами передачи энергии от одного тела к другому. Характеризуя эту особенность теплоты, Я. И. Герасимов пишет Мы не говорим о запасе тепла в теле, а лишь об энергии тела (внутримолекулярной, межмолекулярной, энергии молекулярного движения и других видах энергии). Тепла [c.11]

Согласно кинетической теории перенос теплоты теплопроводностью в газах при обычных давлениях и температурах определяется переносом кинетической энергии молекулярного движения в результате хаотического движения и столкновения отдельных молекул газа. При этом коэффициент теплопроводности определяется соотношением [c.13]

Трение сопровождает любое движение соприкасающихся тел или их частей относительно друг друга и сказывается на характере этого движения. При трении механическое движение (механическая энергия) превращается в молекулярное движение (или теплоту), что соответствует общему закону сохранения и превращения энергии. [c.222]

Неравновесные процессы (непосредственный переход теплоты от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, превращение работы в теплоту при трении, смешение двух газов, взрыв гремучего газа и др.) протекают с конечной, иногда большой скоростью при этом система, являющаяся неравновесной, изменяясь, приближается к равновесию. С наступлением равновесия (например, сравняются температуры тел, обменивающихся энергией в форме теплоты механическое движение благодаря трению прекратится и полностью перейдет в молекулярное движение два газа в результате смешения дадут равномерную смесь и т. д.) процесс заканчивается. [c.77]

Теплота, энергия и молекулярное движение. Кинетическая и потенциальная энергия. Теплота и теплоемкость. Макроскопическое и микроскопическое движение. Второй закон термодинамики. [c.50]

Обратимся теперь к третьему виду энергии тело обладает им вследствие того, что его атомы и молекулы находятся в состоянии движения, хотя само тело может оставаться неподвижным. Проявлением этого молекулярного движения является теплота, а его интенсивность измеряется температурой тела. Как было изложено в гл. 3, применяемая нами температурная шкала основана на закономерности расширения идеального газа, а теплота измеряется в тех же единицах, что и работа или энергия. Количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 моля вещества на 1 К, называется теплоемкостью этого вещества и измеряется в джоулях на кельвин и на моль (Дж К моль ). [c.53]

Рассматривая изменение энтропии в различных процессах, можно заметить, что ее увеличение всегда сопровождается ростом хаотичности молекулярного состояния вещества. Например, переход от кристаллического состояния вещества к жидкому и газообразному сопровождается понижением упорядоченности и ростом хаотичности в расположении и поведении частиц и одновременным повышением энтропии (значения теплот плавления и испарения положительны) [см. уравнение (4.7)]. То же самое происходит при нагревании и расширении веществ, когда либо возрастает энергия теплового движения частиц, либо увеличивается пространство, на которое могут распространяться хаотически движущиеся молекулы. В этих случаях, как показывают уравнения (4.8) и (4.10), энтропия тоже увеличивается. [c.89]

Проведенный анализ понятий теплота и работа позволяет сделать вывод, что в некотором отношении эти две формы обмена энергией неравноценны. В самом деле, легко себе представить и осуществить реальный процесс перехода системы из одного состояния в другое, при котором не совершается никакой работы, другими словами, процесс, при котором система обменивается энергией с окружающей средой только через молекулярное движение, т. е. в форме теплоты. Для этого достаточно, например, окружить систему, заключенную в жесткую оболочку, средой с более высокой температурой, т. е. с более интенсивным тепловым движением молекул. [c.12]

По молекулярно-кинетической теории температура газа определяется средней энергией движения составляющих его частиц. Совершенно очевидно, что имеется достаточное основание теплоты в движении. А так как движение не может происходить без материи, то необходимо, чтобы достаточное основание теплоты заключалось в движении какой-то материи , писал в 1745 г. М. В. Ломоносов. [c.38]

Теплота и работа, Согласно молекулярно-кинетической теории каждое тело располагает определенным запасом внутренней энергии, который слагается из энергии движения молекул (поступательного и вращательного), называемой внутренней кинетической энергией, и энергии взаимного притяжения молекул — внутренней потенциальной энергии (в идеальных газах отсутствует). [c.25]

Подчеркнем, что вектор плотности теплового потока q может включать все составляющие переноса теплоты, не связанные с видимым движением сплошной среды, например, теплопроводность, излучение (пренебрегая плотностью лучистой энергии), молекулярную диффузию. [c.8]

Так же объясняется и механизм молекулярного переноса теплоты, только в этом случае существенна не сама по себе масса совершающих тепловое движение молекул, а их внутренняя энергия, пропорциональная локальному (в данной точке пространства) значению температуры или усредненной кинетической энергии теплового движения молекул. [c.16]

Однако, согласно (5.2), увеличение энтропии системы возможно и без теплообмена при неравновесных процессах. Представим себе, например, что в изолированной системе имеется механизм, включающий скрученную ( заведенную ) пружину, и приспособление, освобождающее ее в заранее программированный момент. При освобождении закрученной пружины она могла бы совершить работу, например, закрутить другую пружину и в этом случае в условиях полной равновесности энтропия системы останется постоянной [знак равенства в соотношении (5.2)]. Но просто освобожденная пружина раскручивается, не совершая никакой работы. При этом запасенная в ней потенциальная энергия упругости — энергия упорядоченного состояния — превращается в энергию хаотического движения молекул, т. е. система нагревается. В таком неравновесном процессе также увеличивается неупорядоченность молекулярного состояния системы и возрастает ее энтропия, но уже в отсутствие поглощения теплоты извне. [c.92]

В очень многих книгах можно встретить заявление, что теп лота будто бы есть молекулярно-кинетическая энергия тела. В отождествлении теплоты с молекулярно-кинетической энергией скрыта невысказанная до конца, соверщенно ошибочная мысль, что наибольшее количество тепла, которое может быть отдано телом при охлаждении, якобы равно энергии хаотического движения частиц тела. В действительности количество тепла, которое тело отдает при охлаждении, зависит в высокой мере от условий, в которых происходит охлаждение. Например, при конденсации газа отдача тепла происходит главным образом за счет убыли молекулярно-потенциальной энергии тела, а не за счет уменьшения запаса молекулярно-кинетической энергии ([8], стр. 656). [c.127]

Термодинамическое определение. В термодинамике термин теплота употребляется в более узком смысле, и для полного понимания предмета важно с самого начала ясно представить себе это более ограниченное значение термина. Энергию, сохраняющуюся в системе, даже ту ее часть, которая возникает от молекулярного движения, не следует ассоциировать с термином теплота . Теплотой в термодинамическом смысле является энергия, которая передается от одной системы к другой посредством хаотического движения молекул. [c.68]

В него входят такие параметры, как температура и теплота — характеристики молекулярно-кинетических свойств системы (температура — мера интенсивности теплового движения молекул, теплота — неупорядоченная форма обмена энергии между различными частями системы вследствие хаотического движения частиц). Следовательно, возрастание энтропии в самопроизвольных процессах отражает закономерные изменения в молекулярном состоянии системы. [c.113]

В ходе становления термодинамики вместо теплорода было развито новое понимание теплоты как хаотического движения микроскопических частиц тела. На этой основе было построено стройное здание молекулярно-кинетической теории. Применительно к газу начальные шаги в этом направлении сделаны Больцманом, Максвеллом, Гиббсом и некоторыми другими авторами. Согласно этим взглядам, теплота представляет собой кинетическую энергию хаотического движения микрочастиц. Для количественного определения кинетического движения были привлечены такие понятия статистической физики, как случайность, вероятность, флуктуация и т. п. они легли в основу так называемой статистической термодинамики. Кинетическое толкование теплового явления нашло завершающее развитие в квантовой механике. [c.402]

Что касается температуры, то молекулярно-кинетическая теория тоже дала ей объяснение как меры средней кинети ческой энергии теплового движения молекул. Но это не реши-ло задачи об универсальной связи теплоты и температуры, а лишь связало температуру с внутренней энергией. Как мы видели, это не одно и то же. Кроме этого, оставался открытым вопрос о температурной шкале. Любое возможное термометрическое вещество не может охватить сколь-нибудь значительный интервал температур, расширяясь равномерно на всем протяжении. Поэтому сделать абсолютную шкалу температур на основе какого-либо термометрического вещества невозможно. Да и вообще, неправильно в принципе связывать температурную шкалу с каким-то конкретным веществом. Надо было оторвать ее от физических свойств веществ, сделать абсолют-ной. Логичнее, скорее, поступить наоборот, придумав вещество, которое расширяется точно по абсолютной шкале температур. Клаузиус так и поступил, предложив понятие так называемого идеального газа . [c.50]

Молекулярно-кинетическая теория учит, что молекулы тела находятся в беспрерывном тепловом движении. Энергия этого движения называется теплотой. [c.3]

Химия изучает вещества и их превращения. Свойства веществ опреде.пя-ются атомным составом и строением молекул или кристаллов. Химические превращения сводятся к изменению атомного состава и строения молекул. Поэтому понимание химических процессов невозможно без знания основ теории строения молекул и химической связи. Число известных химических соединенш имеег порядок миллиона и непрерывно возрастает. Число же возможных реакций между известными веществами настолько велико, что вряд ли можно надеяться на описание их всех в обозримом будущем. Поэтому так важно знание общих закономерностей химических процессов. Термодинамика позволяет предсказать направление процессов, если известны термические характеристик, веществ — теплоты образования и теплоемкости. Для многих веществ этих данных нет, но они могут быть с высокой точностью оценены, если известно строение молекул или кристаллов, если известна связь между термодинамическими и структурными характеристиками веществ. С другой стороны, статистическая термодинамика позволяет рассчитывать химическое равновесие по молекулярным постоянным частотам колебаний, моментам инерции, энергиям диссоциации молекул и др. Все эти постоянные могут быть найдены спектральными и другими физически.ми методами или рассчитаны на основе теоретических представлений, но для этого надо знать основные законы, управляющие движением электронов в атомах и молекулах, и строение молекул. Это одна из важных причин, почему мы должны изучать строение молекул и кристаллов, теорию химической связи. [c.5]

Односторонность тепловых процессов объясняется молекулярной кинетической теорией вещества. Энергия, которая передается в процессе энергообмена в виде теплоты, обусловлена особым видом движения — хаотическим движением атомов молекул, в то время как остальные виды энергии связаны с направленным, упорядоченным движением структурных частиц. Однако упорядоченное движение легко может стать хаотическим как наиболее вероятным и, наоборот, упорядочение хаотического движения связано с большими трудностями. [c.53]

Явление теплопроводности состоит в том, что перенос теплоты происходит путем непосредственного соприкосновения между микрочастицами (молекулами, атомами, электронами) - от частиц с большей энергией к частицам с меньшей энергией, т.е. процесс переноса теплоты теплопроводностью протекает по молекулярному механизму. В подвижных средах (жидкость, газ) при турбулентном режиме движения потока молекулярный механизм переноса теплоты, т. е. теплопроводность, имеет существенное значение в тонких, пограничных с твердой стенкой слоях. При ламинарном движении потока или в неподвижной жидкости теплопроводность может быть основным видом переноса теплоты. Поскольку теплопроводность-явление молекулярное, то на скорость процесса переноса теплоты теплопроводностью существенное влияние оказывают структура и свойства вещества (например, для подвижных сред - вязкость, плотность и др.). В твердых телах, например в диэлектриках, перенос энергии осуществляется фононами, в металлах - электронами. [c.263]

Молекулы представляют собой частицы вещества, состоящие из атомов, соединенных друг с другом химическими связями. Представление о молекулах впервые было введено в химии в связи с необходимостью отличать молекулу как наименьшее количество вещества, вступающее в химические реакции, от атома как наименьшего количества данного элемента, входящего в состав молекулы. В физике предположение о существовании молекул было введено для объяснения термодинамических и кинетических свойств жидкостей и газов. Оформление молекулярных воззрений в научную теорию принадлежит М. В. Ломоносову. Развивая атомистические идеи, основанные на понятии о молекуле как частице вещества, являющейся носителем eroi физических и химических свойств, он открыл закон сохранения материи и количества движения, вскрыл природу теплоты, установил, что теплота связана с движением молекул и является одной из форм обмена энергией между телами, доказал, что давление газа на стенки возникает в результате удара отдельных молекул, предсказал существование нуля Кельвина температуры, положил начало развитию атомистической химии и молекулярно-кинетической теории в физике, поставил вопрос о познании строения молекул. [c.113]

Ориентация кристаллических полимеров сопровождается повышением кажущейся энергии активации газопроницаемости Это повышение может происходить одновременно за счет увеличения энергии активации диффузии и теплоты растворения газа в полимере, что связано с уменьшением гибкости цепных молекула аморфной части при его ориентации. Ослабление молекулярного движения с повышением степени ориентации при растяжении полимеров наблюдалось методом ЯМР в линейном полиэтиленеи в некоторых полиэфирах . [c.151]

Количество теплоты в системе, или ее теплосодержание, представляет собой экстенсивное свойство, связанное с интенсивностью молекулярного движения. Теплосодержание системы пропорционально ее полной массе и интенсивности молекулярного движенпя. Ниже будет показано, что все виды энергии обнаруживают тенденцию превращаться в конце концов в тепло таким образом, любой вид энергии в конечном итоге приводит к беспорядочному движению молекул. [c.253]

С каким увлечением, я помню как вчера, Н. Н. нам развивал свои взгляды и особенно его взгляды на сущность теплоты, как на ряд молекулярных движений и ее связь с механической энергией тогда этот вопрос, как и его популяризация, имел огромное значение тут же приводил и взгляды Ломоносова, который за много лет указывал на эту связь. На лекциях и в своем сочинении Н. Н., один из первых исследователей, проводил взгляд о влиянии экзивалентов, как тогда говорили, на прочность соединений и их свойства... Вся последующая теория Менделеева подтвердила эти взгляды, найдя зависимость между всеми свойствами элементов и весом их атома . [c.73]

В настоящее время общепринято, что структуры этих полиэфиров отражают различия в сегментных молекулярных движениях полимеров. Полиэфир, содержащий пара-фениле-новую группу, не может (по аксиальной длине этого комплекса) участвовать во вращательных двил ниях и менять конфигурацию. Эта возможность существует в аналоге, имеющем группу (СНг)4 в подобном положении. Таким же образом ведет себя бисфениленовая группа, являющаяся эквивалентом цепи (СНг) - Этот эффект затвердевания цепи , который был постулирован Эдгаром и Хиллом в 1952 г., рассматривался как основная причина высокой температуры плавления терилена [227]. Объяснение этого эффекта дано несколькими исследователями [227—231] с точки зрения теплоты и энтропии плавления полиэфиров. Низкие точки плавления большинства алифатических полиэфиров позво-. . яют предполагать, что связи —СНг—О— и, возможно, —СО—О— требуют меньшеп энергии для вращения по сравнению со связями —СНг—СНз—, если последние находятся в цикле. Ниже приводятся данные о физико-химических свойствах ряда полиэфиров. [c.60]

С молекулярно-кинетической точки зрения теплота связана с движением атомов н молекул, из которыч состоят тела она представляет собой микрофизическую форму передачи энергии 01 одного тела к другому путем непосредственного молекулярного взаимодействия, т, е. посредством обмена энергией между хаотически движущимися частицами обоих тел. Работа в отличие от теплоты представляет собой макроскопическую упорядоченную форму передачи энергии иу1ем взаимного действия тел друг на друга. [c.26]

Другой формой передачи энергии системы другой системе является теплота, которую также нельзя рассматривать как некий запас, т. е. свойство, присущее системе в данном состоянии. Распространенное представление о теплоте как о молекулярно-кинетической энергии тела ошибочно. Так, например, скрытая теплота , отдаваемая систе- мой при конденсации пара, происходит, главным образом, за счет убыЛЕ потендналлнай энергии взаимодействия молекул. Тем не менее, при передаче энергии в 1 рме теплоты система получает ее, так сказать, в микромолекулярной форме, т, е. в виде движения и взаимодействия молекул. [c.25]

Столкновение молекулы газа с поверхностью жидкости, наоборот, является полностью неугфугим. Можно предположить, что молекула газа при столкновении с молекулой жидкости, находящейся на поверхности, выбивает ее с занимаемого места, теряя при этом часть своего импульса и кинетической энергии, а под действием оставшейся кинетической энергии и сил молекулярного взаимодействия окружающих молекул втягивается в процесс колебательного движения. Избыточная энергия, которую теряет молекула газа при столкновении с поверхностью жидкости, переходит в энергию колебательного и вращательного движения окружающих молекул, иначе говоря рассеивается в виде тепла. В дальнейшем молекула газа начинает жить по законам жидкого состояния, хаотически перемещаясь в объеме жидкости, как и все окружающие ее частицы. По-видимому, такой механизм и приводит к тому, что все частицы газа или пара, которые движутся в направлении к поверхности жидкости, в результате столкновения оказываются на этой поверхности и в дальнейшем поглощаются жидкостью. Если газ (пар) состоит из молекул того же сорта, что и основная масса жидкости, то процесс перехода молекул из газообразного состояния в жидкое носит название конденсации. Если жидкостью поглощаются газообразные молекулы иного сорта, такой процесс называется абсорбцией. Выделяющаяся при этом теплота называется соответственно теплотой конденсации или теплотой абсорбции. Скорость абсорбции (конденсации) определяется числом молекул газа, подлетающих к поверхности жидкости в единицу времени. Из кинетической теории газов известно, что эта величина пропорциональна концентрации молекул данного сорта в объеме газа (или парциальному давлению) и очень слабо зависит от массы молекулы и абсолютной температуры. Таким образом, чем больше молекул газа содержится в единице объема, тем выше скорость абсорбции (конденсации). [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология