Πώς σχετίζεται η κινητική ενέργεια της κίνησης με ένα πλάσμα υγρού και πλάσμα;
Κινητική ενέργεια και οι καταστάσεις της ύλης
Η κινητική ενέργεια μιας ουσίας σχετίζεται άμεσα με την κίνηση των σωματιδίων της. Όσο ταχύτερα κινούνται τα σωματίδια, τόσο υψηλότερη είναι η κινητική τους ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η θερμοκρασία είναι ένας καλός δείκτης κινητικής ενέργειας:μια υψηλότερη θερμοκρασία σημαίνει ότι τα σωματίδια κινούνται ταχύτερα.
Δείτε πώς αυτό ισχύει για τις διάφορες καταστάσεις της ύλης:
* Στερεό: Τα σωματίδια σε ένα στερεό είναι σφιχτά συσκευασμένα μαζί και έχουν σταθερό σχήμα. Δονείται στη θέση τους, αλλά έχουν περιορισμένη μεταφραστική κίνηση (μετακινούνται από τη μια θέση στην άλλη). Αυτό σημαίνει ότι τα στερεά έχουν σχετικά χαμηλή κινητική ενέργεια σε σύγκριση με τις άλλες καταστάσεις.
* υγρό: Τα σωματίδια σε ένα υγρό είναι πιο χαλαρά συσκευασμένα από ό, τι σε ένα στερεό. Μπορούν να περάσουν ο ένας τον άλλον, δίνοντας υγρά την ικανότητά τους να ρέουν. Τα υγρά έχουν υψηλότερη κινητική ενέργεια από τα στερεά.
* αέριο: Τα σωματίδια σε ένα αέριο είναι πολύ μακριά και κινούνται ελεύθερα προς όλες τις κατευθύνσεις. Έχουν πολύ μεταφραστική κίνηση και συγκρούονται συχνά μεταξύ τους και τους τοίχους του δοχείου τους. Τα αέρια έχουν την υψηλότερη κινητική ενέργεια των τριών καταστάσεων της ύλης.
* πλάσμα: Το πλάσμα θεωρείται συχνά τέταρτη κατάσταση της ύλης. Είναι σαν ένα υπερθερμαντημένο αέριο όπου τα ηλεκτρόνια έχουν αφαιρεθεί από τα άτομα, δημιουργώντας ένα μείγμα ιόντων και ελεύθερων ηλεκτρονίων. Αυτή η κατάσταση έχει εξαιρετικά υψηλή κινητική ενέργεια, οδηγώντας στις χαρακτηριστικές υψηλές θερμοκρασίες και στην ηλεκτρική αγωγιμότητα του πλάσματος.
Βασικές έννοιες
* Θερμοκρασία: Ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων σε μια ουσία.
* Μεταβάσεις φάσης: Οι μεταβολές στην κατάσταση της ύλης (π.χ. στερεό σε υγρό, υγρό σε αέριο) εμφανίζονται λόγω μεταβολών στην κινητική ενέργεια. Η θέρμανση αυξάνει την κινητική ενέργεια, ενώ η ψύξη την μειώνει.
Παραδείγματα
* τήξη: Όταν ένα στερεό θερμαίνεται, τα σωματίδια του κερδίζουν κινητική ενέργεια και αρχίζουν να κινούνται πιο ελεύθερα. Αυτό τελικά οδηγεί στο στερεό τήγμα σε ένα υγρό.
* εξάτμιση: Καθώς θερμαίνεται ένα υγρό, τα σωματίδια του κερδίζουν κινητική ενέργεια και κάποια διαφυγή από την επιφάνεια του υγρού ως αέριο.
* Θέρμανση αερίου: Εάν θερμαίνετε ένα αέριο, τα σωματίδια κινούνται ταχύτερα, αυξάνοντας την πίεση μέσα στο δοχείο.
Συνοπτικά: Η κινητική ενέργεια των σωματιδίων είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από τις διάφορες καταστάσεις της ύλης. Όσο περισσότερη κινητική ενέργεια έχουν τα σωματίδια, τόσο περισσότερη ελευθερία κινήσεων κατέχουν, με αποτέλεσμα διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά της ουσίας.
