Тверді тіла. Тверді тіла зберігають свою форму. У твердому стані багато речовин має кристалічну будову.

У кристалах частинки розташовані у певному порядку (мал. 23, 1). Якщо розколоти шматок кристалічної речовини (наприклад, цукру чи сірки) і

уважно подивитись на злам, то зазвичай добре помітні дрібні кристали. Зокрема, з дрібних кристалів побудовані метали.

Кристалічні та аморфні тіла

Пригадаймо, що нам відомо про тверде тіло. Повторіть § 2, в якому розглядаються особливості руху та взаємодії молекул речовини у твердому агрегатному стані. Вам уже відомо, що тверде тіло характеризується такими особливостями: сталістю форми та об’єму, коливальним характером теплового руху молекул, перевагою середньої потенціальної енергії взаємного притягання молекул над їхньою кінетичною енергією. Розрізняють кристалічні (від грец. krystallos — лід) й аморфні (від грец. amorphos — той, що без форми) тверді тіла.

Одними із найдивовижніших і найзагадковіших творінь природи є кристали. Вони бувають різних кольорів, милують око чудовою грою світла на гранях, і'м притаманна дивовижно правильна форма у вигляді багатогранників, грані яких ідеально плоскі, а ребра — прямі (мал. 1.40). Кристалам приписують чудодійні властивості.

Тут ти дізнаєшся, що енергію, яка переходить від тіла до тіла при теплопередачі без виконання механічної роботи можна розрахувати, знаючи фізичні властивості речовини.

У скляну посудину заллємо воду і опустимо в неї термометр. Після того, як посудину опустимо в гарячу воду, термометр покаже поступове збільшення температури. 

З винайденням джерел електричного струму з’явилися можливості його використання на потреби людства: для освітлення вулиць і приміщень, надання руху різноманітним машинам і механізмам, плавлення і зварювання металів та в інших цілях. Адже енергію електричного струму можна досить просто по дротах передавати на далекі відстані і перетворювати на інші види енергії.

ВИПАРОВУВАННЯ РІДИН. Чекаючи, поки остигає щойно заварений чай, придивіться уважно, що відбувається над поверхнею чашки.

Говорять, що гаряча вода “парує”.

Насправді, водяна пара, яка міститься в повітрі — невидима. Про її наявність, наприклад, над поверхнею чашки або озера свідчить туман — маленькі краплинки води, які утворюються внаслідок того, що частина пари перетворюється знову в рідину (рис. 11.1).

Зрозуміти будову навколишнього світу люди намагалися дуже давно. Давньогрецькі вчені Філолай, Аристарх Сам ос -ський, Клавдій Птолемей запропонували перші моделі будови Всесвіту. Назви таких наук, як математика, механіка, фізика, біологія, географія, наукові поняття — атом, маса, електрон, протон беруть початок від стародавньої грецької науки й пов’язані з іменами Фалеса, Демокріта, Епікура, Аристотеля, Піфагора, Евкліда та інших учених.

Рівняння теплового балансу. На практиці досить часто виникає потреба у визначенні значень фізичних величин, що характеризують теплообмінні процеси, після встановлення теплової рівноваги. Наприклад, визначити температуру суміші внаслідок змішування гарячої й холодної води або обчислити кількість теплоти, отриманої тілом під час теплообміну, або визначити температуру тіла, яку воно матиме в результаті досліду.

В усіх цих випадках треба складати рівняння відносно кількості теплота, яку втрачають та якої набувають усі тіла, що перебувають у теплообмінному процесі.

До основних дослідних доказів того, що молекули рухаються, належить явище, яке першим спостерігав у 1827 р. англійський ботанік Роберт Броун (1773-1858), розглядаючи в мікроскоп спори рослин, що перебувають у рідині. Тому рух дуже дрібних твердих частинок у рідині (мал. 25) і називають броунівським рухом.

Очевидно, так само можна розраховувати кількість теплоти при нагріванні будь якого тіла.

Щоб знайти значення кількості теплоти, яку потрібно витратити на нагрівання тіла, необхідно його питому теплоємність помножити на масу і на різницю температур до і після нагрівання: