Uživatel:Jakuba Škrdla/Úvahy/Teorie tepla 3

Teplo se dá dokonale vysvětlit učením o atomech a jejich pohybu.Toto vysvětlení podává kinetická teorie tepla neboli statistická mechanika.

Hmota se skládá z atomů,které je možno navzájem oddělit nebo spojit v molekulu.Většina obyčejných plynů se skládá z molekul.Například ve vzduchu jsou molekuly dusíku a kyslíku.Každá s dvěma aatomy.

V ČEM JE POTOM ROZDÍL MEZI CHLADNÝM A TEPLÝM VZDUCHEM?

Podle kinetické teorie rozdíl je v tom,že v teplém vzduchu se molekuly pohybují větší rychlostí.

Kdybychom miroskopem daleko silnějším než jaký máme v praxi pozorovali malý prostor naplněný vzduchem,spotřili bychom,že tento prostor je plný chaoticky se pohybujících molekul pohybujících se sem a tam.jako podrážděné vosy.

Avšak zatímco vosy se mohou vyhnout vzájemným srážkám,letí každá molekula podle zákonů mechaniky přímočaře a rovnoměrno rychlostí dokud nenarazí buď na jinou molekulu nebo na stěnu,kterou je vzduch uzavřen.

Při normálním tlaku vzduchu je mezi jednotlivými molekulami dost voného místa.Můžeme vypočítat rozměry a váhu jednotlivých molekul.Zjistíme,že ve vzduchu je vzdálena od sousedních molekul asi na deset svých průměrů.Každá molekula může obvykle proletět vzdálenost přibližně rovnou tisíci svých průměrů než se srazí.Při takové srážce,kterou musíme považovat za pružnpu mění obvykle molekuly svůj směr a zpravidla i své rychlosti.Avšak tak,že jejich celková energie zůstává stejná.

Dráha kterékoliv molekuly je proto neobyčejně složitá.Molekula letí přímočaře jen velmi kráté vzdálenosti průměrně řádu jen několika desetin centimetrů.Pak se sráží s jinou molekulou,mění její rychlost a směr,pohybuje se dále,pak se znova srazí atd.

Kdybychom mohli zásadně svým fiktivním mikroskopem stanovit přesnou dráu a pohyb všech molekul,vypočítali bychom,které z nich se srazí a jaký bue jehich pohyb po srážce.

Uvědomíme-li si však ohromný pčet molekul,jímž bychom se museli zabývat,bylo by to počítání zcela beznadějné.I kdybyhom měli dostatečné přesné přístrojepro nezbytná pozorování.

AVŠAK PRÁVĚ PROTO,ŽE JDE O TAK VELKÝ POČET,OSUDY JEDNOTLIVÝCH MOLEKUL NÁS NEZAJÍMAJÍ.

K vysvětlení fyzikálního chování vzduchu nám stačí vědět,co se v průměru děje s velkým počtem molekul

Změna kvantity v kvalitu a její důvod

NEPROVEDITELNÉ KVANTITATIVNÍ VÝPOČTY POHYBU MOLEKUL NAHRADILA NOVÁ KVALITA,:KINETICKÁ ENERGIE PLYNU.Je postatná pro jejich tlak

Bez této změny kvantity v kvaliu by nebylo možné další poznání,což je zřejmě hlavní důvod toto změny.

Jenou z důležitých veličin určující chování plynu je jeho tlak.Každý plyn tlačí na stěny jimiž je uzavřen a které mu brání dále se rozpínat.Za normálních podmínek tlak vzduchu na stěnu nepozorujeme,protože z druhé strany je obvykle rovněž vzduch a tlačí na stěnu přesně stejně velkou silou,ale v opačném směru.Existuje-li však z jedé strany prostor vzduchoprázdný,vzniká jednostranná síla.Je dobře známo,že tato síla se u vzduchu za normálních podmínek rovná jenomu kilogramu na každá čtvereční centimetr plochy.

Tento tlak lze vysvětlit tím,že stěna je molekulami nepřetržitě bombardována.Tyto olekuly po srážce na stěnu od stěny odskakují,to znamená mění svou rychlost.Podle Newtonových zákonů musela tedy existovat síla,která na ně působila,když se dotýkaly stěny.A podle zákona akce a reakce sejná síla oúačného směru působila na stěnu.Tuto sílu lze vypočítat víme-li kolik molekul naráží na stěnu za časovou jednotku a jaká je jejich rychlost.Zvětšujeme-li rychlost molekul zvětšuje se síla pů§sobíci na každou z nich při srážce a rovněž pečet srážek,proteže molekuly budou stěnu zasahovat častěji.Proto je tlak úměrný čtverci rychlosti molekul.Závisí rovněž na jejich hmotě.Čím jsou molekuly těžší,tím větší síly je zapotřebí ke změně jeich pohybu.Tlak je tedy úměrný hmotě molekul násobené čtvercem jeich rychlosti.Jinými slovy je úměrný kinetické energii se tlak zětšuje s teplotou.molekuly.Dále víme,že při daném množství plynu se tlak zvětšuje s teplotou.

[Fyzika] [Filosofie]