Τι συμβαίνει με την ταχύτητα ενός σωματιδίου καθώς μειώνεται η θερμοκρασία;
1. Για μεμονωμένα σωματίδια (όπως άτομα ή μόρια):
* Κινητική μοριακή θεωρία: Αυτή η θεωρία δηλώνει ότι η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία. Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια της κίνησης, και για ένα μόνο σωματίδιο, αυτό σημαίνει την ταχύτητά της.
* Επομένως, καθώς μειώνεται η θερμοκρασία, η μέση ταχύτητα του σωματιδίου μειώνεται.
2. Για σωματίδια σε μια ουσία (στερεό, υγρό ή αέριο):
* στερεά: Στα στερεά, τα σωματίδια είναι σφιχτά γεμάτα και δονείται στη θέση του. Ενώ η μέση ταχύτητά τους μειώνεται με τη θερμοκρασία, η κίνηση τους αφορά περισσότερο τη συχνότητα των δονήσεων από την ταχύτητα μετάφρασης.
* υγρά: Παρόμοια με τα στερεά, τα σωματίδια σε υγρά βιώνουν μείωση της μέσης ταχύτητας με θερμοκρασία, αλλά έχουν επίσης κάποια ελευθερία να μετακινούνται μέσα στο υγρό.
* Αέρια: Τα αέρια έχουν την μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων. Καθώς μειώνεται η θερμοκρασία, η μέση ταχύτητα των σωματιδίων αερίου μειώνεται, οδηγώντας σε μείωση της πίεσης και της πυκνότητας.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Η σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και ταχύτητας σωματιδίων είναι στατιστική. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει μια κατανομή ταχύτητων σε οποιοδήποτε σύστημα. Δεν θα έχουν όλα τα σωματίδια την ίδια ταχύτητα, ακόμη και σε δεδομένη θερμοκρασία.
* Αλλαγές φάσης: Καθώς μειώνεται η θερμοκρασία, μια ουσία μπορεί να μεταβεί από αέριο σε υγρό σε στερεό. Αυτές οι αλλαγές φάσης περιλαμβάνουν αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και πώς κινούνται.
Συνοπτικά:
Η γενική αρχή είναι ότι μειώνεται η θερμοκρασία, η μέση ταχύτητα των σωματιδίων μειώνεται . Ωστόσο, η συγκεκριμένη σχέση και οι συνέπειές της εξαρτώνται από τον τύπο σωματιδίων και την κατάσταση της ύλης.
