Најважније из лекције
Дифузија: Спонтани процес међусобног мешања честица услед хаотичног кретања; одвија се у течностима и гасовима (брже у гасовима).
Топлотно ширење: Загревањем се тела шире (повећавају запремину), а хлађењем скупљају.
Однос међу стањима: Гасови се шире највише, течности мање, а чврста тела најмање. Сви гасови се шире подједнако, док се чврста тела и течности исте врсте не шире једнако.
Практични значај: Мора се предвидети код мостова (ваљци) и далековода, а користи се у раду термометара и аутомобилских мотора.
Топлотно ширење: Загревањем се тела шире (повећавају запремину), а хлађењем скупљају.
Однос међу стањима: Гасови се шире највише, течности мање, а чврста тела најмање. Сви гасови се шире подједнако, док се чврста тела и течности исте врсте не шире једнако.
Практични значај: Мора се предвидети код мостова (ваљци) и далековода, а користи се у раду термометара и аутомобилских мотора.
Дифузија је физичка појава спонтаног узајамног мешања и разливања честица (молекула) различитих супстанција услед њиховог сталног хаотичног кретања.
Дифузија је спонтан процес, што значи да се одвија сама од себе, без икаквог спољашњег механичког деловања или мешања.
Дифузија је карактеристична за течности и гасове, при чему се у гасовима одвија знатно брже него у течностима.
- Када капнемо кап мастила у воду, боја се постепено сама шири кроз целу чашу воде.
- Када отворимо бочицу парфема, молекули парфема се мешају са ваздухом и мирис се брзо осети у свим деловима просторије.
Зашто се мирис парфема у соби осети знатно брже него што се кап мастила рашири кроз чашу воде?
Одговор: Дифузија се у гасовима (ваздуху) одвија знатно брже него у течностима (води) зато што се молекули гаса крећу већим брзинама и међумолекулска растојања су знатно већа.
Топлотно ширење је физичка појава повећања запремине тела услед загревања. При хлађењу долази до супротног процеса – смањења запремине (скупљања).
При истом степену загревања, тела различитих агрегатних стања шире се различито:
- Гасови се шире највише,
- Течности се шире знатно мање од гасова, али више од чврстих тела,
- Чврста тела се шире најмање.
Ширење различитих супстанција:
- Различита чврста тела се при истом загревању шире различито (нпр. цинк се шири више од бакра, а бакар више од гвожђа).
- Различите течности се такође шире различито (нпр. алкохол се шири много више од воде).
- За разлику од чврстих тела и течности, сви различити гасови се шире подједнако при једнаком загревању.
Ако за исти број степени загрејемо једнаке запремине гвожђа, алкохола и ваздуха, које тело ће показати највеће, а које најмање повећање запремине?
Одговор: Највеће ширење (повећање запремине) имаће ваздух (гас), а најмање гвожђе (чврсто тело).
Топлотно ширење ствара огромне силе које могу деформисати или оштетити конструкције (шине, мостове, цеви, далеководе) уколико се при њиховој изградњи не остави простор за ширење.
Техничка решења:
- Мостови: Један крај великих мостова се поставља на покретна лежишта са ваљцима како би мост могао безбедно да мења своју дужину током лета и зиме.
- Далеководи: Жице далековода се лети под утицајем високих температура издуже и опусте, док се зими скраћују и затежу. Морају бити тачно прорачунате да лети не додирују земљу, а зими не попуцају.
Корисна примена:
- Термометри: Раде на принципу топлотног ширења течности (живе или алкохола).
- Аутомобилски мотори: Користе снагу топлотног ширења загрејаних гасова за покретање клипова и мотора.
Због чега се један крај моста поставља на ваљке уместо да се оба краја чврсто зазидају?
Одговор: Ваљци омогућавају слободно продужавање моста лети и скраћивање зими, чиме се спречава кривљење, пуцање и рушење конструкције.
Задаци за вежбање
Лак задатак: Шта је дифузија и у којим агрегатним стањима супстанције се она дешава?
Одговор: Дифузија је спонтано мешање и разливање молекула различитих супстанција услед њиховог хаотичног кретања. Одвија се у течностима и гасовима.
Средњи задатак: Поређајте по величини топлотног ширења (од најмањег до највећег) следеће материјале при једнаком загревању: вода, кисеоник, бакар.
Одговор:
\[ \text{бакар (чврсто тело)} < \text{вода (течност)} < \text{кисеоник (гас)} \]
Чврста тела се шире најмање, течности више од чврстих тела, а гасови највише.
Тежак задатак: У чему је кључна разлика између топлотног ширења различитих врста чврстих тела у односу на топлотно ширење различитих врста гасова?
Одговор: Различита чврста тела (као и различите течности) шире се различито при истом загревању (нпр. цинк се шири више од гвожђа). Насупрот томе, различити гасови (нпр. кисеоник, азот, угљен-диоксид) при истом загревању шире се потпуно подједнако.
