Номер 10, страница 213 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 5. Молекулярная физика. Параграф 26. Температура - номер 10, страница 213.

Условие.

10. Объясните, как связано понятие температуры с понятием теплового равновесия.

Решение.

Понятие температуры неразрывно связано с понятием теплового равновесия и, по сути, определяется через него.

С точки зрения молекулярно-кинетической теории, температура является мерой средней кинетической энергии $\bar{E_k}$ хаотического поступательного движения частиц (атомов, молекул), из которых состоит тело. Для идеального газа эта связь выражается формулой: $\bar{E_k} = \frac{3}{2}kT$, где $\text{k}$ — постоянная Больцмана, а $\text{T}$ — абсолютная температура. Чем выше температура тела, тем интенсивнее движутся его частицы.

Тепловое равновесие — это такое состояние изолированной системы, состоящей из нескольких контактирующих тел, при котором все макроскопические параметры (такие как давление, объем, концентрация) остаются неизменными с течением времени. Важнейшим признаком теплового равновесия является прекращение чистого обмена энергией (теплообмена) между телами.

Связь между этими двумя понятиями заключается в следующем:

1. Температура определяет направление теплообмена. Если два тела с разной температурой привести в контакт, то энергия в форме теплоты будет самопроизвольно передаваться от более нагретого тела (с более высокой температурой) к менее нагретому (с более низкой температурой). Этот процесс происходит из-за обмена кинетической энергией при столкновении частиц на границе тел.

2. Температура является параметром, который одинаков для всех частей системы, находящейся в состоянии теплового равновесия. Процесс теплообмена между контактирующими телами продолжается до тех пор, пока их температуры не выровняются. Когда температуры становятся одинаковыми, система достигает состояния теплового равновесия, и макроскопический перенос энергии прекращается.

Таким образом, температура — это физическая величина, характеризующая состояние теплового равновесия. Если две системы находятся в тепловом равновесии друг с другом, то их температуры по определению равны. Это утверждение известно как нулевое начало (или закон) термодинамики, и оно лежит в основе измерения температуры.

Ответ: Температура — это физическая величина, которая характеризует состояние теплового равновесия системы. Все тела, находящиеся в состоянии теплового равновесия друг с другом, имеют одинаковую температуру. Если температуры контактирующих тел различны, между ними происходит направленный теплообмен до тех пор, пока их температуры не выровняются и не наступит тепловое равновесие.