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 [17];
*
Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2022-05-21 17:33:39.
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora