Visa fråga/svar

 

Energi [3152]

Fråga:
Jag har svårt med temperaturbegreppet. Om två material t ex järn resp vatten har samma temperatur, finns det då något som dessa har gemensamt än just temperaturen? Jag har några förslag men vet inte om någon är riktig. 1.) Medelvärdet på atomernas rörelseenergier är lika ( för järnet resp. vattnet med samma temperatur). 2.) Både medelvärdet och fördelningen ( kurvans form ) av atomernas rörelseenergier är lika. 3.) och 4.) Samma som i 1 och 2 fast hastigheter istället för rörelseenergier.
/erik W, Komvux, östersund

Svar:
För ideala gaser är svaret enkelt. Molekylernas medelenergi och energifördelning är lika för alla gaser. För vätskor och fasta ämnen är det lite mera komplicerat, men det är i alla fall energin och inte hastigheten man ska tänka på. I fallet med järn sitter ju atomerna i ett kristallgitter. Den termiska energin  beskrivs som atomernas vibrationer i detta gitter. Dessa vibrationer är kollektiva fenomen, alltså de olika järnatomernas vibrationer är kopplade till varandra genom energikvanta som kallas fononer. I synnerhet vid låga temperaturer gör sig kvantmekaniska begränsningar gällande. Gränsen (kallas Debye-temperaturen) ligger för järn vid +200 oC. Järn är ju en metall, så en del av den termiska energin finns hos de fria elektronerna.

När det gäller vatten så knuffar molekylerna på varandra, häftigare ju högre temperaturen är. Men molekylerna är inte oberoende av varandra. Den mesta tiden sitter de fast vid varandra med så kallade vätebindningar. Hur detta mönster ser ut, beror på temperaturen. Så vatten är ännu besvärligare att beskriva.

Det här var inget lättbegripligt svar, men allt är inte lätt. Det är i varje fall energin du ska tänka på. Naturen behöver inte tänka alls.
/KS

Nyckelord: temperatur/temperaturskalor [16];

*

 

 

Frågelådan innehåller 7408 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2019-06-11 08:58:51.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.