3. Kinetic.ppsx

Συγγραφή Χ. Δ. Φανίδης
https://cdfan.sites.sch.gr/
1
ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ
ΒΑΣΙΣΜΕΝΗ ΣΤΗΝ ΥΛΗ
ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΑΛΥΚΕΙΟΥ
ΕΚΔΟΣΗ 1
ΣΥΓΓΡΑΦΗ : Χ. ΦΑΝΙΔΗΣ - https://cdfan.sites.sch.gr/

2
ΦΕΚ

3
ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ - ΡΟΗ ΕΝΝΟΙΩΝ
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ ΚΑΙ
ΚΙΝΟΥΜΕΝΑ
ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ-
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
ΑΤΟΜΙΚΗ
ΘΕΩΡΙΑ –
ΙΣΤΟΡΙΚΗ
ΑΝΑΔΡΟΜΗ
Ο
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ
ΣΤΑ ΣΤΕΡΕΑ
ΥΓΡΑ ΚΑΙ ΑΕΡΙΑ
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΕ ΤΗΝ
ΓΛΩΣΣΑ ΤΗΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΤΟΝ
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ ΤΩΝ
ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ
ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
(ΣΤΕΡΕΑ, ΥΓΡΑ, ΑΕΡΙΑ)
ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ -
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΗ
ΕΡΜΗΝΕΙΑ

4
ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ - ΡΟΗ
ΕΝΝΟΙΩΝ
ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ
ΑΕΡΙΩΝ – ΙΔΑΝΙΚΑ
ΑΕΡΙΑ
ΤΑ ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ ΜΕ
ΤΗΝ ΓΛΩΣΣΑ ΤΗΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΑ ΙΔΑΝΙΚΑ
ΑΕΡΙΑ
Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΣΤΟΝ
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ. Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ
ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ.
Η ΠΙΕΣΗ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ.
Η ΠΙΕΣΗ ΚΑΙ Ο ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ

5
ΤΙ ΜΑΘΑΜΕ ΩΣ ΤΩΡΑ;

6
ΚΑΙ ΤΩΡΑ ΤΙ ΚΑΝΟΥΜΕ;
Είναι μάλλον
θαύμα που
χαμογελώ
ακόμη...
Ένα σωρό
έννοιες και ένα
σωρό
φαινόμενα...
Λέω να σου πώ μια
ιστορία, δηλ. μια
θεωρία, που να δίνει
μια κοινή ερμηνεία
σε όλα αυτά και ίσως
ευκολύνει τα
πράγματα....
Και με αυτήν θα σου
ερμηνεύσω «εις
βάθος» την
θερμότητα και την
θερμοκρασία!

7
ΕΝΑΣ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ ΜΕ
ΚΙΝΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ
Υπάρχει ένας ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ
με κινούμενα σωματίδια...
Σήμερα μετά από αρκετούς αιώνες υποθέσεων και έρευνας
ξέρουμε ότι πίσω από την ύλη που βλέπουμε...

8
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΙΝΟΥΜΕΝΑ
ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ
Δηλαδή όταν μιλάμε για
μικρόκοσμο εννοούμε κάτι
σαν τα ανθρωπάκια στα
ταξίδια του Γκιούλιβερ;
Ε όχι έτσι!
Ξεκίνησε πολύ πιο
πριν, από τον
Λεύκιππο και εμένα!
Και αν δεν με
γνωρίζεις είμαι ο
Δημόκριτος από τα
Άβδηρα της Θράκης
και έζησα από το
460-370 π.Χ.
Μπορείς να μου εξηγήσεις
λοιπόν λίγο καλύτερα τι
σημαίνει «Μικρόκοσμος με
κινούμενα σωματίδια»;

9
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΙΝΟΥΜΕΝΑ
ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ
Εννοούμε ότι κάθε σώμα στερεό, υγρό ή αέριο αποτελείται
από μικροσκοπικά σωματίδια – τα άτομα ή τα μόρια τα
οποία κινούνται και αλληλεπιδρούν.
(Για την ακρίβεια ο
μικρόκοσμος των σωματιδίων
επεκτείνεται πέρα από τα
άτομα αλλά αυτό δεν είναι του
παρόντος).
Και ο δρόμος που ακολούθησε
η ιδέα για να φτάσει μέχρι
εμάς ήταν αρκετά μακρύς..
Αν δεν θέλεις να τον ακούσεις
πάτα εδώ

10
ΤΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΣΤΗΝ
ΑΡΧΑΙΟΤΗΤΑ – ΑΤΟΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ
Δημόκριτος ο Αβδηρίτης
460 – 370 π.Χ.
Ο μικρόκοσμος των σωματιδίων έκανε ένα μακρύ ταξίδι στον κόσμο
των ιδεών ξεκινώντας από την αρχαιότητα..
Επίκουρος
341 – 270 π.Χ.
επαναφέρθηκε το 306 π.Χ από τον Επίκουρο στην
φιλοσοφική του σχολή
Η ιδέα για τα σωματίδια που
αλληλεπιδρούν ξεκίνησε από τον
Λεύκιππο και τον Δημόκριτο...

11
ΑΤΟΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ. ΤΟ ΤΑΞΙΔΙ ΑΠΟ ΤΗΝ
ΑΡΧΑΙΟΤΗΤΑ.
Pierre Gassendi
1592 – 1655
Μέσα από μελέτες του για
τον Επίκουρο το 1649 την
επαναφέρει ο Pierre
Gassendi
Όλο τον 17ο και 18ο αιώνα υπήρξαν διαφορετικές συνεισφορές στον
«μικρόκοσμο των σωματιδίων» από επιστήμονες όπως ο Boyle, o
Newton, o Daniel Bernoulli.

12
Αν και τον 18ο αιώνα η ιδέα του Μικρόκοσμου της ύλης προήλθε
από την Φιλοσοφία, με τον Μπερνούλι πρώτο να δίνει μία
μαθηματική θεμελίωση στα αέρια για αυτήν......
.....τον 19ο αιώνα η ΙΔΕΑ
οδήγησε
σε δύο σημαντικές ΘΕΩΡΙΕΣ
που έχουν αποδειχτεί
πειραματικά :
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ.
ΟΧΙ ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΑΑΕΡΙΑ!

13
ΑΤΟΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ.
Η ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΝ 19Ο ΑΙΩΝΑ.
την Ατομική Θεωρία με
εφαρμογή στην Χημεία
που θεμελιώθηκε από τον
Dalton
και την Κινητική θεωρία
των αερίων που
ολοκληρώθηκε από τους
Maxwell και Boltzmann

14
ΚΙΝΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΣΤΑ
ΣΤΕΡΕΑ
Έτσι στα στερεά τα άτομα συγκρατούνται με ισχυρές
δυνάμεις μεταξύ τους και κινούνται γύρω από μία μέση
θέση ισορροπίας,

15
ΥΓΡΑ
στα υγρά οι δυνάμεις είναι ασθενέστερες από τα στερεά και
τα σωματίδια κινούνται ελεύθερα εντός του υγρού

16
ΑΕΡΙΑ
και στα αέρια οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων είναι
περισσότερο ασθενείς από τα υγρά και τα σωματίδια
κινούνται σε όλο τον όγκο του δοχείου.

17
ΥΛΗ ΚΑΙ ΚΙΝΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ
Άρα η ύλη αποτελείται από σωματίδια με τις κοινές ιδιότητες
της κίνησης και της αλληλεπίδρασης.
Δηλαδή τα σωματίδια της ύλης
έχουν ταχύτητα και ασκούν
μεταξύ τους δυνάμεις.
Οι δυνάμεις είναι περισσότερο
ή λιγότερο ισχυρές ανάλογα με
την κατάσταση του υλικού.

18
ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ και
ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ
Η αλληλεπίδραση των σωματιδίων γίνεται μέσω ηλεκτρικών
δυνάμεων και με τις ηλεκτρικές αυτές έλξεις και απώσεις
συνδέεται μια ηλεκτρική δυναμική ενέργεια.
Δηλ. με την γλώσσα της ενέργειας
ο μικρόκοσμος έχει και κινητική ενέργεια K
και δυναμική ενέργεια Εδ.

19
Και κάτι ακόμα! Το άθροισμα της κινητικής ενέργειας Κ και
της δυναμικής ενέργειας Εδ όλων των μορίων το λέμε

20
ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Ειδικότερα το άθροισμα της κινητικής ενέργειας Κ όλων
των μορίων το λέμε θερμική ενέργεια
Κάνε υπομονή και
πλησιάζουμε στην
ερμηνεία της
θερμότητας!
Και άλλες έννοιες!!!
Μου είπες ότι θα
ερμηνεύσεις «εις
βάθος» την
θερμότητα και την

21
Προσοχή τι εννοούμε κινητική ενέργεια Κ και τι δυναμική
ενέργεια στην εσωτερική ενέργεια!
Η κινητική ενέργεια Κ
αναφέρεται στις κινήσεις
που κάνουν τα μόρια το ένα
σε σχέση με το άλλο! Και η
δυναμική ενέργειας Εδ δεν
είναι το mgh δηλ η
βαρυτική δυναμική!
Μου εξηγείς σε παρακαλώ;
Αν τρέχω κρατώντας ένα
μπαλόνι του αυξάνω την
εσωτερική του ενέργεια; Αν
το ανεβάσω στην ταράτσα;

22
ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ και ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ.
Αν λοιπόν ενέργεια δηλ. θερμότητα Q μπεί στο σύστημα
τότε (εν γένει) αυξάνεται η εσωτερική του ενέργεια U και αν
αφαιρεθεί θερμότητα Q τότε (εν γένει) μειώνεται η
εσωτερική του ενέργεια U!
Ας δούμε την παρακάτω
προσομοίωση!
Προσέξτε πως αλλάζουν οι
αποστάσεις (δηλ. η δυναμική
ενέργεια) αλλά και η ταχύτητα
(δηλ. η κινητική ενέργεια) των
μορίων καθώς θερμότητα μπαίνει ή
βγαίνει από το σύστημα!
Προσομοίωση!

23
ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ.
Νομίζω πως αρχίζω
και καταλαβαίνω τι
γίνεται στον
μικρόκοσμο με την
θερμότητα!
Για να το κάνουμε
αυτό είναι πιο εύκολο,
ας μελετήσουμε ένα
αέριο.
Η θερμότητα όταν μπαίνει
ή βγαίνει από ένα σώμα
αλλάζει τις αποστάσεις
μεταξύ των μορίων και τις
ταχύτητες τους.
Πολύ σωστά! Θα δούμε σε
άλλη τάξη βέβαια ότι μπορεί να
μεταβιβασθεί θερμότητα Q και
να μείνει αμετάβλητη η
εσωτερική ενέργεια U!
Πάμε τώρα να
εξηγήσουμε πως
συνδέεται ο
μικρόκοσμος με την

24
Η ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ.
Στα αέρια εκτός από τις ηλεκτρικές αλληλεπιδράσεις (οι
έλξεις και οι απώσεις των μορίων) έχουμε και
αλληλεπίδραση με τις κρούσεις μεταξύ των σωματιδίων.
Αν το αέριο είναι αρκετά αραιό μπορούμε να υποθέσουμε ότι
οι έλξεις και οι απώσεις δεν συμβαίνουν (ή συμβαίνουν πολύ
σπάνια) και μένουν μόνο οι κρούσεις.

25
Η ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ.
Και την θεωρία που περιγράφει την
συμπεριφορά των αερίων την ονομάζουμε
Κινητική Θεωρία των Αερίων
Όμως χωρίς έλξεις και απώσεις δεν υπάρχει δυναμική
ενέργεια! Δηλαδή με την γλώσσα της ενέργειας στα αραιά
αέρια έχουμε μόνο κινητική ενέργεια.
Τα αέρια αυτά που ο μικρόκοσμός
τους έχει μόνο κινητική ενέργεια
(και όχι δυναμική)
τα λέμε ιδανικά αέρια.

26
ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ και ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Δηλαδή με την γλώσσα της
ενέργειας στα ιδανικά
αέρια έχουμε μόνο
κινητική ενέργεια.
Επομένως στα ιδανικά αέρια η εσωτερική ενέργεια
είναι μόνο η συνολική κινητική ενέργεια των μορίων
του.

27
ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ, ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ και
ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΜΟΡΙΩΝ.
Στα ιδανικά αέρια έχει αποδειχτεί ότι η μέση κινητική
ενέργεια είναι ανάλογη της θερμοκρασίας!
Δηλαδή όσο πιο μεγάλη
είναι η θερμοκρασία τόσο
πιο γρήγορα κινούνται τα
μόρια στα ιδανικά αέρια! Ακριβώς! Δες το
και στην
προσομοίωση!

28
ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ, ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ και
ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.
Άρα στα ιδανικά αέρια και η εσωτερική ενέργεια είναι
ανάλογη της θερμοκρασίας!
Επομένως στα ιδανικά
αέρια όσο πιο μεγάλη είναι
η θερμοκρασία τόσο πιο
μεγάλη είναι η κινητική
ενέργεια των μορίων δηλ. η
εσωτερική τους ενέργεια!
Ακριβώς!

29
ΕΝΑ ΣΩΜΑ (ΌΧΙ ΙΔΑΝΙΚΟ ΑΕΡΙΟ),
Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΟΥ και Η ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ
ΤΟΥ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.
Μπορώ να πω ότι η
εσωτερική ενέργεια
είναι ανάλογη της
θερμοκρασίας για
κάθε σώμα;

30
ΕΝΑ ΣΩΜΑ (ΌΧΙ ΙΔΑΝΙΚΟ ΑΕΡΙΟ),
Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΟΥ και Η ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΤΟΥ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ.
Όχι! Σε ένα σώμα (όχι ιδανικό αέριο) η εσωτερική
ενέργεια δεν είναι ανάλογη της θερμοκρασίας!
Θυμηθείτε τις μετατροπές
φάσης! Εκεί η εσωτερική
ενέργεια μεγαλώνει
συνέχεια ενώ η
θερμοκρασία παραμένει
σταθερή !
Σε ένα σώμα μπορούμε να
πούμε ότι η θερμοκρασία
του είναι μια ένδειξη της
εσωτερικής ενέργειας
του αλλά όχι ότι είναι
ανάλογη με αυτήν!

31
ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ, ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΚΑΙ
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ
Και η θερμοκρασία
είναι ανάλογη με την
μέση κινητική
ενέργεια των μορίων
στα ιδανικά αέρια !
Άρα η θερμότητα
μπορεί να αλλάξει
την εσωτερική
ενέργεια των
σωμάτων...

32
(Εκτός από συγκεκριμένες
περιπτώσεις)
Με U1 > U
και Τ1 > Τ
Παράδειγμα : όταν θερμότητα Q μεταβιβάζεται
σε ένα σώμα μπορεί να αυξηθεί η κινητική και
η δυναμική ενέργεια των μορίων του δηλ. η
εσωτερική του ενέργεια U.
Η αύξηση της κινητικής ενέργειας των μορίων
(θερμικής ενέργειας του σώματος) αυξάνει και
την θερμοκρασία του.

33
ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ.
ΤΕΛΟΣ ΠΡΟΣ ΤΟ ΠΑΡΟΝ!
Και τώρα που έμαθα για την
θερμότητα, την εσωτερική
ενέργεια, την θερμοκρασία
και τον μικρόκοσμο θα μου
πέσει ο πυρετός;

34
Ο ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ ΣΕ ΝΕΕΣ ΠΕΡΙΠΕΤΕΙΕΣ!
ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ.

35
Η ΠΙΕΣΗ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
Όταν λέμε πίεση των αερίων εννοούμε αυτή την ιδιότητα
των αερίων που τα κάνει ΝΑΑΣΚΟΥΝ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΣΤΑ
ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ αλλά και σε οποιοδήποτε ΣΩΜΑ ΒΡΕΘΕΙ
ΜΕΣΑ ΣΕ ΑΥΤΑ!
Δοχείο με αέριο

36
Η ΠΙΕΣΗ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
Μονάδα της πίεσης στο S.I είναι το Pascal δηλ.
1 Pa = 1N/m2
και πρακτκά 1 atm  100000 Pa
Την πίεση P την ορίζουμε ως το
πηλίκο της δύναμης F που ασκεί
το αέριο στην επιφάνεια διά το
εμβαδόν S της επιφανείας.
F
P
S


37
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΗ ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ
ΠΙΕΣΗΣ.
Και τι σχέση έχει ο
μικρόκοσμος με τις
δυνάμεις και την πίεση;

38
ΠΙΕΣΗΣ.
Και όταν λές τεράστιο
αριθμό τι εννοείς;
Σκέψου ότι όταν σε χτυπά ένα
μπαλάκι σου ασκεί δύναμη!
Σκέψου επίσης ότι ένα αέριο
αποτελείται από τεράστιο
αριθμό από μόρια-μπαλάκια
που κινούνται αδιάκοπα!

39
ΠΙΕΣΗΣ.
Εντυπωσιακό!
Και νομίζω ότι αρχίζω να
καταλαβαίνω!
Την δύναμη την ασκούν τα
μόρια ή τα άτομα του αερίου
καθώς χτυπούν πάνω στα
τοιχώματα ή στα σώματα μέσα
στο αέριο!
Αν τα μόρια του He από ένα
παιδικό μπαλόνι (0,1 mole) ήταν
ρύζι θα κάλυπταν όλη την
Βραζιλία σχηματίζοντας στρώμα
βάθους 100 μέτρων!
Βίντεο!

3. Kinetic.ppsx

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to 3. Kinetic.ppsx

Similar to 3. Kinetic.ppsx (20)

More from cdfanph

More from cdfanph (19)

3. Kinetic.ppsx