ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΛΟΓΩ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ (Θερμότητα)

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΛΟΓΩ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ (Θερμότητα)

Διάταξη:

  • Παλμογεννήτρια
  • Μηχανικός Ταλαντωτής.
  • Πλαίσιο με μεταλλικές σφαίρες που προσομοιώνει την κίνηση των ατόμων-μορίων ή ιόντων

simulation

Διαδικασία:

Τοποθετούμε το πλαίσιο με τις μπίλιες πάνω στον μηχανικό ταλαντωτή και συνδέουμε την συσκευή με την παλμογεννήτρια. Ανοίγουμε την παλμογεννήτρια και μεταβάλλουμε την συχνότητα από μικρότερες σε μεγαλύτερες τιμές, ρυθμίζοντας και το πλάτος ταλάντωσης. Παρατηρούμε την κίνηση που εκτελούν οι μπίλιες μέσα στο πλαίσιο. Η κίνηση των σφαιρών προσομοιώνει την κίνηση των ατόμων-μορίων ή ιόντων στα στερεά, υγρά ή αέρια ως εξής:

1. Όταν η θερμοκρασία είναι σχετικά χαμηλή (δεν υπάρχει διέγερση του κινητήρα) και το υλικό βρίσκεται στην στερεά κατάσταση, τότε οι θέσεις των ατόμων ή μορίων είναι «σχετικά» σταθερές. Το υλικό λέμε ότι έχει τα άτομα-μόρια ή ιόντα του σε διατεταγμένες (καθορισμένες) θέσεις στον χώρο, και αυτό προκύπτει από την μεγάλη ισχύ των δεσμών μεταξύ των ατόμων (μορίων ή ιόντων).

2. Όταν η θερμοκρασία αυξηθεί αρκετά (υπάρχει διέγερση του ηλεκτροκινητήρα σε μικρές-μέσες συχνότητες και μικρά σχετικά πλάτη) έτσι ώστε το υλικό να υπερβεί το σημείο τήξης και να βρεθεί στην υγρή κατάσταση τότε η θερμική ενέργεια που προσφέρεται στο υλικό προκαλεί μείωση της ισχύος των δεσμών και τα άτομα-μόρια ή ιόντα μπορούν να κινηθούν πολύ πιο ελεύθερα σε σχέση με την κίνηση που έχουν στην στερεά κατάσταση. Το υλικό παύει να έχει την διατεταγμένη δομή των ατόμων του τα οποία συνδέονται πλέον πολύ πιο χαλαρά μεταξύ τους (η ισχύς των δεσμών τους μειώνεται δραστικά).

3. Όταν η θερμοκρασία αυξηθεί περαιτέρω (η διέγερση του ηλεκτροκινητήρα αφορά υψηλές συχνότητες και μεγάλα πλάτη), τότε στο υλικό προσφέρεται τόσο μεγάλο ποσό θερμικής ενέργειας, που προκαλείται πλήρη διάσπαση των δεσμών μεταξύ των ατόμων-μορίων ή ιόντων. Σαν αποτέλεσμα αυτά εκτελούν λόγω υψηλής θερμοκρασίας χαοτικές κινήσεις στον χώρο συγκρουόμενα μεταξύ τους και το υλικό βρίσκεται πλέον σε αέρια κατάσταση.