Teilchenmodell

Teilchenmodell: * Alle Stoffe bestehen aus Teilchen (Atomen, Molekülen).

* Die Teilchen befinden sich in ständiger Bewegung.

*Zwischen den Teilchen wirken anziehende bzw. abstoßende Kräfte.

* Je mehr ein Stoff erwärmt wird, desto mehr bewegen sich die Teilchen des Stoffes.

Das Zusammenspiel der Teilchen bestimmt die EigenschaftenDie Anordnung der Teilchen, ihre Bewegung und ihre Wechselwirkungen aufeinander bestimmen die grundsätzlichen Eigenschaften eines Stoffes wie Form und Größe.

Festkörper Flüssigkeit Gas

Teilchenanordnung

Form

Volumen

Kräfte zwischen den Teilchen

FestkörperTeilchenanordnung - Abstand zwischen Teilchen ist gering (nepatrný)

- Teilchen sind fest an einem Ort- Teilchen schwingen um die Ruhelage(rovnovážná poloha)

Form Festkörper behält Form unabhängig vom Gefäß bei.

Volumen Körper behält bei nicht zu großer Kraft Volumen bei.

Kräfte zwischen den Teilchen

Die Teilchen üben relativ große Anziehungskräfte aufeinander aus.

FlüssigkeitTeilchenanordnung - Abstand zwischen Teilchen ist gering

- Teilchen sind gegenseitig verschiebbar

Form Flüssigkeit passt sichjeder Gefäßform an.

Volumen Körper behält Volumen bei.(Inkompressibilität)

Kräfte zwischen den Teilchen

Kleinere Kräfte zwischen den Teilchen als beim Festkörper.

GasTeilchenanordnung - Abstand zwischen Teilchen ist groß

- Teilchen bewegen sich frei im Raum- Teilchen beeinflussen sich kaum gegenseitig

Form Gas nimmt den ganzen angebotenen Raum ein.

Volumen Volumen verändert sich(Gase sind kompressibel)

Kräfte zwischen den Teilchen

Nahezu keine Kräfte zwischen den Teilchen.

Das Teilchenmodell und seine Bedeutung

Wie jedes andere Modell ist auch das Teilchenmodell eine Vereinfachung der Wirklichkeit. Mit seiner Hilfe kann man das Form- und Volumenverhalten von Körpern deuten. Es gibt auch eine Reihe weiterer Erscheinungen, die man mit dem Teilchenmodell deuten kann. Dazu gehören:

die Diffusion,Osmosedie Kapillarität,das Schmelzen und Erstarren(tání, tuhnutí), das Sieden und Kondensieren sowie das Verdunsten (var, zkapalnění, vypařování),die Volumenänderung von Körpern bei Temperaturänderung.

Brownsche BewegungDie unregelmäßige Bewegung von mikroskopisch beobachtbaren Körperchen wird als brownsche Bewegung bezeichnet.

https://www.youtube.com/watch?v=1gJDGqdlfAI

Innere EnergieDa die Atome ständig in Bewegung sind, besitzt jedes Atom eine bestimmte kinetische Energie (Ek).

Neben dieser "mikroskopischen" kinetischen Energie besitzen die Atome aber auch noch potentielle Energie (Ep) (Energie der Lage).

FestkörperFlüssigkeitGas

Die Summe der kinetischer Energie aller Teilchen und der potentiellen Energie aller Teilchen wird als innere Energie (U) des Körpers bezeichnet.

Die TemperaturDie Temperatur kennzeichnet den Wärmezustand eines Körpers, das heißt die mittlere Bewegungsenergie seiner Teilchen.Temperatur ist solch ein Mittelwert, hat also keine Bedeutung für ein einzelnes Teilchen.

Makroskopische Betrachtungsweise:

Jeder Körper besitzt direkt beobachtbare Eigenschaften. Die Temperatur eines Körpers wird durch die von ihmaufgenommene oder abgegebene Wärmemenge charakterisiert.

Mikroskopische Betrachtungsweise:

Jeder Körper ist aus Teilchen aufgebaut, die in ständiger Bewegung sind. Der Wärmezustand eines Körpers wird durch eine bestimmte (mittlere) Geschwindigkeit dieser Teilchen charakterisiert.

Beide Betrachtungsweisen sind gleichermaßen gültig.

e SystemeJe nach Art der Grenzen eines Systems von seiner Umgebung unterscheidet man zwischen verschiedenen Arten von Systemen:

* Ein offenes System kann sowohl Energie wie auch Materie mit seiner Umgebung austauschen.

* Ein geschlossenes System kann Energie, aber keine Materie mit seiner Umgebung austauschen.

* Ein isoliertes System kann weder Energie noch Wärme mit seiner Umgebung austauschen.

Zustands- und ProzessgrößenIn der Wärmelehre gibt bestimmte physikalische Größen, die den Zustand eines Systems beschreiben, beispielsweise Volumen, Druck, Temperatur, Masse …

Weitere physikalische Größen, wie die von einem System aufgenommene oder abgegebene Wärmemenge oder eine am System oder vom System verrichtete mechanische Arbeit sind so genannte Prozessgrößen (Geschwindigkeit.

ThermometerFast alle Materialien dehnen sich bei Erwärmung aus. Dieses Verhalten der Körper wird genutzt, um Thermometer, d.h. Messgeräte für die Temperatur herzustellen.zb. Flüssigkeits-Thermomete Bimetall-Thermometer

Um mit einem Thermometer konkrete Temperaturmessungen durchführen zu können, müssen die Messwerte anhand einer bestimmten Temperatur-Skala ablesbar sein.

Temperatur-SkalenDie wichtigsten drei Temperatur-Skalen sind:* Celsius-Skala t - (benannt nach Anders Celsius) liegt der erste Fixpunkt bei 0°C und entspricht der Schmelztemperatur von Eis; der zweite Fixpunkt liegt bei 100°C und entspricht der Siedetemperatur von Wasser. Temperaturen unter 0°C werden durch ein vorgesetztes Minuszeichen (-) gekennzeichnet.

* Kelvin-Skala T -(benannt nach Baron Kelvin) ist der Abstand von Grad zu Grad mit dem der Celsius-Skala identisch. Als unterer (und einziger) Fixpunkt wird bei der Kelvin-Skala jedoch die tiefste physikalisch mögliche Temperatur verwendet. Dieser absolute Nullpunkt liegt bei etwa -273°C (exakt:0K = -273,15°C).Die Umrechnung zwischen Temperaturen in Celsius und Kelvin erfolgt nach folgendem Schema:

Temperatur in K = Temperatur in °C +273 (+ 273,15)Temperatur in °C = Temperatur in K -273 (- 273,15)

Temperatur-Skalen

* Fahrenheit-Skala -(benannt nach Daniel Fahrenheit) Fixpunkte:32°F = 0°C, 212°F = 100°.Die Umrechnung zwischen Temperaturen in Celsius und Fahrenheit erfolgt nach folgendem Schema:

Temperatur in °F = (Temperatur in °C . 9/5)+32Temperatur in °C = (Temperatur in °F -32): 9/5

Celsius-Skala – verwendet weltweit am häufigsten Kelvin-Skala - genutzt im wissenschaftlichen Bereich Fahrenheit-Skala - (noch) in Amerika, einigen weiteren Ländern

T/KT/K 200200 855,5855,5 7,17,1

t/°Ct/°C -5-5 31,531,5 1 4201 420-73,15 582,35 -266,05

93,15304,65268,15

Bei der Angabe von Temperaturunterschieden

ΔT = T2 - T

1 sind Grad

Celsius und Kelvin gleichwertig.

ΔT = Δt

T2 - T

1 = t

2 - t

1

Temperatur ist solch ein Mittelwert, hat also keine Bedeutung für ein einzelnes Teilchen!