Cisimlərin istidən genişlənməsi, İstilik tarazlığı, Temperatur şkalaları
Cisimlərin istidən genişlənməsi, İstilik tarazlığı, Temperatur şkalaları
Cisimlərin əksəriyyəti qızdırıldıqda genişlənir. Bunu cismi təşkil edən molekul və ya atomların orta kinetik enerjisinin artması ilə izah etmək olar; məsələn, bərk cismin atomlarının orta kinetik enerjiləri artanda onlar daha böyük amplitudla rəqsi hərəkət edir.
Bunun üçün onlara daha böyük fəza tələb olunur. Nəticədə bərk cisim genişlənir. Maye və qazların istidən genişlənməsinin də səbəbi onlardakı molekulların istilik hərəkətlərinin orta kinetik enerjisinin artması nəticəsində daha geniş həcmə yerlərini dəyişmələridir. Cismi soyutduqda isə əks proses baş verir: molekulların istilik hərəkətlərinin orta kinetik enerjiləri azalır. Nəticədə bərk cisimlərdə atomların rəqsi hərəkətlərinin amplitudları kiçilir, maye və qazlarda isə molekullar bir-birinə yaxınlaşır və cisimlərdə sıxılma baş verir.
Bu suallara cavab vermək üçün hər bir əşyanın temperaturunu ayrı-ayrılıqda ölçməyə ehtiyac yoxdur. Havanın uzun müddət otaqdakı bütün əşyalarla təmasda olması nəticəsində istilik tarazlığı yaranır.
İstilik tarazlığında cisimlərin molekullarının uzun müddət qarşılıqlı təsirləri nəticəsində onların orta kinetik enerjilərinin bərabərləşməsi baş verir: böyük enerjili molekullara malik “isti” cisim öz istiliyinin bir hissəsini kinetik enerjisi kiçik olan molekullara malik “soyuq” cismə verir. Cisimlər arasındakı belə istilik mübadiləsi onların molekullarının orta kinetik enerjiləri bərabərləşənə qədər davam edir.
İsti sudakı əşyaların hər biri “soyuq” cismə (yəni əlimizə) toxunduqda ona istilik verir. İstilikvermə zəif baş verirsə, əlimizin cismə toxunan hissəsində (taxta qaşıq, plastmas və şüşə çubuq) temperaturun zəif yüksəlməsi hiss olunur; əgər istilikvermə sürətli baş verirsə, əlimizlə cisimdə daha yüksək istilik hiss edirik, məsələn, metal qaşıqda. Əslində isə sudakı əşyaların hamısının temperaturu suyun temperaturu ilə eynidir.
Bilirsiniz ki, cisimlərin temperaturu termometr adlanan cihazla ölçülür (bax: “Fizika – 6”, səh. 66-68). Əksər ölçü cihazı kimi termometr də şkalaya malikdir.
Termometr şkalasını qurmaq üçün temperaturun iki əsas istinad nöqtəsi götürülür, sonra isə bu nöqtələrarası məsafə bərabər hissələrə bölünərək uyğun temperatur vahidinə görə dərəcələnir.Belə üsulla qurulan temperatur şkalasına nümunə olaraq Selsi və Farenheyt şkalalarını göstərmək olar. Məişətdə istifadə etdiyimiz termometr temperaturu Selsi dərəcə (°C) ilə göstərir. Bu termometr şkalasında 0°C normal atmosfer təzyiqində buzun ərimə temperaturu, 100°C isə normal atmosfer təzyiqində suyun qaynama temperaturu istinad nöqtələri kimi götürülmüşdür.
Kelvin şkalasında sıfır nöqtosi (0 K) mütləq sıfır temperaturu adlanır. Mütləq sıfır temperaturunda maddə molekulları istilik hərəkətlərini dayandırır — molekulları orta kinetik enerjiləri sıfıra bərabər olur.
T (K) = t (°C) + 273 və ya t(°C) = T(K) — 273.
Bunun üçün onlara daha böyük fəza tələb olunur. Nəticədə bərk cisim genişlənir. Maye və qazların istidən genişlənməsinin də səbəbi onlardakı molekulların istilik hərəkətlərinin orta kinetik enerjisinin artması nəticəsində daha geniş həcmə yerlərini dəyişmələridir. Cismi soyutduqda isə əks proses baş verir: molekulların istilik hərəkətlərinin orta kinetik enerjiləri azalır. Nəticədə bərk cisimlərdə atomların rəqsi hərəkətlərinin amplitudları kiçilir, maye və qazlarda isə molekullar bir-birinə yaxınlaşır və cisimlərdə sıxılma baş verir.
Qeyd edək ki, istehsalatda metalların istidən genişlənmə xassəsi ciddi nəzərə alınır. Belə ki, bərk cisimlərin istidən genişlənməsi zamanı o, digər cisimlərə böyük qüvvə ilə təsir edə bilir. Nəticədə polad relslər əyilə, burazlar qırıla, metal körpülər dağılmaqla böyük fəsadlar yaranar. Bunu nəzərə alaraq belə qurğuların hissələrinə sərbəst uzanma və ya qısalma imkanları verilir.
İstilik tarazlığı
İstilik tarazlığında cisimlərin molekullarının uzun müddət qarşılıqlı təsirləri nəticəsində onların orta kinetik enerjilərinin bərabərləşməsi baş verir: böyük enerjili molekullara malik “isti” cisim öz istiliyinin bir hissəsini kinetik enerjisi kiçik olan molekullara malik “soyuq” cismə verir. Cisimlər arasındakı belə istilik mübadiləsi onların molekullarının orta kinetik enerjiləri bərabərləşənə qədər davam edir.
İsti sudakı əşyaların hər biri “soyuq” cismə (yəni əlimizə) toxunduqda ona istilik verir. İstilikvermə zəif baş verirsə, əlimizin cismə toxunan hissəsində (taxta qaşıq, plastmas və şüşə çubuq) temperaturun zəif yüksəlməsi hiss olunur; əgər istilikvermə sürətli baş verirsə, əlimizlə cisimdə daha yüksək istilik hiss edirik, məsələn, metal qaşıqda. Əslində isə sudakı əşyaların hamısının temperaturu suyun temperaturu ilə eynidir.
- Cisimlərin temperaturları eynidirsə, onlar istilik tarazlığında olur.
- Toxunan cisimlərin temperaturları müxtəlifdirsə, istilik tarazlığı yaranana qədər bu cisimlər arasında istilik mübadiləsi baş verir.
Bilirsiniz ki, cisimlərin temperaturu termometr adlanan cihazla ölçülür (bax: “Fizika – 6”, səh. 66-68). Əksər ölçü cihazı kimi termometr də şkalaya malikdir.
Termometr şkalasını qurmaq üçün temperaturun iki əsas istinad nöqtəsi götürülür, sonra isə bu nöqtələrarası məsafə bərabər hissələrə bölünərək uyğun temperatur vahidinə görə dərəcələnir.Belə üsulla qurulan temperatur şkalasına nümunə olaraq Selsi və Farenheyt şkalalarını göstərmək olar. Məişətdə istifadə etdiyimiz termometr temperaturu Selsi dərəcə (°C) ilə göstərir. Bu termometr şkalasında 0°C normal atmosfer təzyiqində buzun ərimə temperaturu, 100°C isə normal atmosfer təzyiqində suyun qaynama temperaturu istinad nöqtələri kimi götürülmüşdür.ABŞ və bəzi ölkələrdə istifadə edilən termometrlərin şkalası isə Farenheyt dərəcə t (℉) vahidi ilə dərəcələnmişdir. Farenheyt şkalasına görə buzun ərimə temperaturu 32℉, suyun qaynama temperaturuna isə 212°F uyğundur.
Selsi və Farenheyt şkalaları arasında aşağıdakı münasibət var:
Kelvin şkalasında sıfır nöqtosi (0 K) mütləq sıfır temperaturu adlanır. Mütləq sıfır temperaturunda maddə molekulları istilik hərəkətlərini dayandırır — molekulları orta kinetik enerjiləri sıfıra bərabər olur.
Selsi şkalasında mütləq sıfıra uyğun temperatur —273°C-dir (daha dəqiq — 273,15°C-dir). Kelvin şkalasına görə normal atmosfer təzyiqində buzun ərimə temperaturu 273 K, suyun qaynama temperaturu isə 373 K-dir.
Kelvin və Selsi şkalaları ilə ölçüləri temperaturlar arasında aşağıdakı münasibət mövcuddur:
T (K) = t (°C) + 273 və ya t(°C) = T(K) — 273.
Temperaturun Kelvin şkalasında 1K dəyişməsi onun Selsi şkalasında da 1°C dəyişməsinə uyğundur: temperaturun bu iki şkalada bölgüləri eyni olduğundan. həm Kelvin, həm də Selsi şkalaları ilə ölçülən temperaturun dəyişmələri bərabərdir:∆T = ∆t .
Müəllif: Mirzəli Murquzov, Rasim Abdurazaqov, Rövşən Əliyev, Dilbər Əliyeva
Mənbə: Ümumtəhsil məktəblərinin 8-ci sinfi üçün Fizika fənni üzrə Dərslik
