Termodynamika
Termodynamika - wstęp

Bilans cieplny

Bil. c. - przykład rachunku

Temperatura przejścia fazowego

Wrzenie

Teoria kinetyczno - cząsteczkowa

Ruchy Browna

Dyfuzja

Uzupełnienia:
Warunki normalne

Termodynamik spis stron.htm

Teoria kinetyczno cząsteczkowa

Wyjaśnienie natury zjawisk cieplnych nie było łatwym zadaniem. Przez wiele lat zjawiska te wyjaśniano błędnie. Dopiero dzięki pracom Boltzmanna i Maxwella. Do udowodnienia, że ich teorie są poprawne dołożył się także Albert Einstein i polski fizyk Marian Smoluchowski (dzięki badaniom nad tzw. ruchami Browna). 

Błędy przeszłości, czyli teoria cieplika

Jeszcze w XIX wieku powszechnie była przyjmowana teoria cieplika. Zakładała ona, że ogrzewanie i oziębianie ciał jest powiązane z przepływem specjalnego fluidu zwanego cieplikiem. Co ciekawe - mimo, że teoria ta jako całość jest błędna, to w części zastosowań całkiem dobrze przewidywała zjawiska cieplne. W oparciu o nią fizykom udało się nawet dojść do (uznawanej przecież do dzisiaj) II zasady termodynamiki. 
Jednak wobec bardzo wielu zjawisk, teoria cieplika okazała się bezsilna. Nie pozwala ona na prawidłowe wytłumaczenie ruchów Browna, dyfuzji i wielu innych zjawisk.

Ruch molekuł lepiej wyjaśnia zjawiska

Dziś wiemy, że nie ma fluidu zwanego cieplikiem. Wszystkie zjawiska termodynamiki (i nie tylko tego działu) tłumaczy się w oparciu o teorię kinetyczno - cząsteczkową. Jej wielką dodatkową zaletą jest to, że w spójną całość łączy fizykę i chemię.

Teoria kinetyczno cząsteczkowa zjawiska cieplne tłumaczy za pomocą ruchu cząsteczek. Przekazywanie energii na poziomie mikroskopowym (przepływ ciepła) związane jest z wzajemnymi zderzeniami tych cząsteczek. Im szybciej poruszają się cząsteczki/ atomy danego ciała, tym większa jest temperatura ciała. W temperaturze zera bezwzględnego cząsteczki nie poruszają się wcale. 

Temperatura jest wprost proporcjonalna do średniej energii kinetycznej cząsteczek ciała.

Gorące ciała składają się cząsteczek energicznie poruszających się, chłodne ciała mają cząsteczki bardziej „leniwe”. Oczywiście wraz ze wzrostem prędkości rośnie także energia kinetyczna cząsteczek. 

Na rysunku obok widać, że strzałki symbolizujące prędkość są znacznie dłuższe dla gazu określanego jako gorący. Ich prędkość jest większa niż prędkość cząsteczek gazu chłodnego.

Ważnym pojęciem ściśle związanym z temperaturą jest energia wewnętrzna. Główna różnica pomiędzy tymi pojęciami, jest związana z faktem, że energia wewnętrzna rośnie wraz z ilością substancji, a temperatura jest wyznaczana prawie w punkcie - w niewielkim obszarze zawierającym materię. Temperatura nie zależy wiec od ilości cząsteczek, tylko od "średniego" zachowania się w danym obszarze.