熱運動

熱運動

熱運動,是構成物質的大量分子、原子等所進行的不規則運動。熱運動越劇烈,物體的溫度越高。證明液體、氣體分子做雜亂無章運動的最著名的實驗,是英國植物學家布朗發現的布朗運動。溫度越高,分子無規則運動越劇烈。

定義

物體內大量分子的不規則運動叫做熱運動。

分子熱運動的試驗是布朗運動。

分子熱運動的典型現象是分子擴散

布朗運動是通過花粉在水中的無規則運動的現象表現了水分子的無規則運動,即分子的熱運動,而不是花粉的熱運動。

布朗運動是懸浮在液體或氣體中的微粒所做的無規則運動,不是液體或氣體分子的運動,隻是間接證明了液體或氣體分子的無規則運動。故不能把布朗運動叫做熱運動,隻能說布朗運動證實了分子的熱運動。

典型現象如日常生活中,香味的擴散等等。

組成氣體的分子都十分好動。比如茉莉花,一旦開了花,就可以聞到撲鼻香氣;魚、肉腐爛了,會弄得周圍臭氣熏天。組成液體的分子也很好動。在一杯清水裏滴入一滴墨水,墨水就會慢慢散開,和水完全混合。這表明一種液體的分子進入到另一種液體裏。或者說液體分子在不停地運動。固體分子也在運動。比如把表面非常光滑潔凈的鉛板緊緊壓在金板上面,幾個月以後就可以發現,鉛分子跑到了金板裏,金分子也跑到了鉛板裏,有些地方甚至進入1毫米深處。如放5年,金和鉛就會連在一起,它們的分子互相進入大約1釐米。又如長期存放煤的牆角和地面,有相當厚的一層都變成了黑色,就是煤分子進入的結果。

證明液體、氣體分子做雜亂無章運動的最著名的實驗,是英國植物學家布朗發現的布朗運動。

1827年,布朗把藤黃粉放入水中,然後取出一滴這種懸浮液放在顯微鏡下觀察,發現藤黃的小顆粒在水中不停運動,而且每個顆粒的運動方向和速度大小都改變得很快。就是把藤黃粉的懸浮液密閉起來,不管白天黑夜,夏天冬天,隨時都可以看到布朗運動,無論觀察多長時間,這種運動也不會停止。在空氣中同樣可以觀察到布朗運動,懸浮在空氣裏的微粒(如塵埃),也在做不規則運動。

原因

是組成液體或者氣體的分子運動。比如在常溫常壓下,空氣分子的平均速度是500m/s,在1秒鍾裏,每個分子要和其他分子相撞500億次。毫無規律的分子從四面八方撞擊著懸浮的小顆粒,綜合起來,有時這個方向大些,有時那個方向大些,結果小顆粒就被迫做起忽前忽後、時左時右的無規則運動。

倒一杯熱水和一杯冷水,然後向每個杯裏滴進一滴紅墨水,熱水杯裏的紅墨水要比冷水杯裏的擴散得快些。這說明溫度高,分子運動的速度大,並且隨著物體溫度的增高而增大,因此分子的運動也叫做熱運動。熱傳導是固體中熱傳遞的主要方式。在氣體或液體中,熱傳導過程往往和對流同時發生。各種物質都能夠傳導熱,但是不同物質的傳熱本領不同。善于傳熱的物質叫做熱的良導體,不善于傳熱的物質叫做熱的不良導體。各種金屬都是熱的良導體,其中最善于傳熱的是銀,其次是銅和鋁。瓷、紙、木頭、玻璃、皮革都是熱的不良導體。最不善于傳熱的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、軟木和其他松軟的物質。液體中,除了水銀以外,都不善于傳熱,氣體比液體更不善于傳熱。

對流

對流靠液體或氣體的流動來傳熱的方式叫做對流。

對流是液體和氣體中熱傳遞的主要方式,氣體的對流現象比液體更明顯。

利用對流加熱或降溫時,必須同時滿足兩個條件:一是物質可以流動,二是加熱方式必須能促使物質流動。

輻射

輻射熱由物體沿直線向外射出,叫做輻射。

用輻射方式傳遞熱,不需要任何介質。因此,輻射可以在真空中進行。

地球上得到太陽的熱,就是太陽通過輻射的方式傳來的。

一般情況下,熱傳遞的三種方式(傳導、對流、輻射)往往是同時進行的。

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