Πώς σχετίζονται τα μόρια θερμικής ενέργειας και ατόμων;
1. Η θερμότητα είναι η ενέργεια της ατομικής κίνησης:
* Τα άτομα και τα μόρια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση: Ακόμη και σε στερεά υλικά, τα άτομα δονείται. Στα υγρά, κινούνται πιο ελεύθερα, και σε αέρια, κινούνται πολύ γρήγορα και ανεξάρτητα.
* Η θερμότητα είναι ένα μέτρο αυτής της κίνησης: Όσο περισσότερο κινείται ένα άτομο ή ένα μόριο, τόσο πιο κινητική ενέργεια διαθέτει. Η θερμότητα είναι μια μορφή μεταφοράς ενέργειας που προκύπτει από αυτήν την κινητική ενέργεια.
* Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας: Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο ταχύτερα τα άτομα ή τα μόρια κινούνται κατά μέσο όρο.
2. Μεταφορά θερμότητας και αλλαγές στην ατομική κίνηση:
* Conduction: Όταν η θερμότητα μεταφέρεται μέσω της αγωγιμότητας, είναι επειδή τα άτομα ή τα μόρια σε μια θερμότερη περιοχή συγκρούονται με τους πιο δροσερούς γείτονές τους, μεταφέροντας μέρος της κινητικής τους ενέργειας.
* CONVECTION: Κατά τη μεταφορά, η θερμότητα μεταφέρεται με την κίνηση υγρών (υγρά ή αέρια). Τα θερμότερα, λιγότερο πυκνά υγρά αυξάνονται, ενώ πιο δροσερά, πυκνότερα υγρά νεροχύτη, προκαλώντας έναν συνεχή κύκλο μεταφοράς θερμότητας.
* Ακτινοβολία: Στην ακτινοβολία, η θερμότητα μεταφέρεται μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Τα άτομα και τα μόρια απορροφούν και εκπέμπουν αυτά τα κύματα, αλλάζοντας την κινητική τους ενέργεια.
3. Αλλαγές φάσης και ατομική κίνηση:
* τήξη και βρασμό: Η προσθήκη θερμότητας σε ένα στερεό μπορεί να αυξήσει την κινητική ενέργεια των μορίων μέχρι να ξεφύγει από τις σταθερές θέσεις τους και να γίνει υγρό (τήξη). Η περαιτέρω προσθήκη θερμότητας μπορεί να αυξήσει την ενέργεια στο σημείο όπου τα μόρια διαφεύγουν στην αέρια κατάσταση (βρασμός).
* κατάψυξη και συμπύκνωση: Η αφαίρεση της θερμότητας από ένα αέριο επιβραδύνει τα μόρια, προκαλώντας τους να συμπυκνώσουν σε ένα υγρό. Η περαιτέρω απομάκρυνση της θερμότητας αναγκάζει τα μόρια να σταθεροποιηθούν στη θέση τους, σχηματίζοντας ένα στερεό.
4. Ειδική θερμική χωρητικότητα:
* Οι διαφορετικές ουσίες έχουν διαφορετικές δυνατότητες θερμότητας: Η ειδική θερμική ικανότητα μιας ουσίας μας λέει πόση θερμική ενέργεια απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας δεδομένης μάζας αυτής της ουσίας κατά ένα βαθμό. Αυτή η διαφορά οφείλεται στους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους τα άτομα ή τα μόρια αποθηκεύουν ενέργεια και αλληλεπιδρούν με τους γείτονές τους.
Στην ουσία, η θερμική ενέργεια είναι η εκδήλωση της κινητικής ενέργειας των ατόμων και των μορίων. Οι αλλαγές στη θερμική ενέργεια οδηγούν σε αλλαγές στην κίνηση τους, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει αλλαγές φάσης, αλλαγές θερμοκρασίας και άλλα φυσικά φαινόμενα.
