Увеличение - кинетическая энергия - молекула
Cтраница 2
Так как газ не может расширяться, то вся теплота пойдет только на увеличение кинетической энергии молекул газа. В этом случае газ не совершает работы, поэтому для нагревания потребуется меньшее количество теплоты. Обозначим количество теплоты, сообщенное газу для поднятия его температуры на 1 при постоянном объеме, через CVi. И в первом и во втором случае температура газа повысилась на 1, но в первом случае, помимо повышения температуры, была совершена работа; во втором же случае теплота затрачивалась только на повышение температуры. Очевидно, что Ср больше С - на то количество теплоты, которое затрачено на совершение работы. [16]
В действительности атомы и молекулы не являются жестокими шариками, поэтому эффективный размер пор для диффундирующих молекул на несколько десятых ангстрема больше, чем размер окон, рассчитанный из ионных радиусов. С повышением температуры эффективный размер окна увеличивается приблизительно на 0 3 А в результате увеличения кинетической энергии молекул и, возможно, в результате увеличения частоты колебаний атомов кислорода каркаса. Если окно занято прочно связанным катионом, диффузия молекул прекращается до тех пор, пока катион не изменит своего положения. Катионы, расположенные на стенках каналов, также могут затруднять диффузию. [17]
Фазовые превращения вещества служат ярким примером проявления общего закона диалектического материализма - закона перехода количественных изменений в качественные. Например, постепенное повышение температуры твердого тела ведет к накапливанию в нем количества - к увеличению кинетической энергии молекул тела - с сохранением качества: тело продолжает оставаться в твердом состоянии. На определенной стадии нагревания совершается скачкообразный переход количества в качество: при определенной температуре тело плавится, переходя в качественно новое ( жидкое) состояние. [18]
Фазовые превращения вещества служат ярким примером проявления общего закона диалектического материализма - закона перехода количественных изменений в качественные. Например, постепенное повышение температуры твердого тела ведет к накапливанию в нем количества - к увеличению кинетической энергии молекул тела - с сохранением качества: тело продолжает оставаться в твердом состоянии. На определенной стадии нагревания совершается скачкообразный переход количества в качество: при определенной температуре тело плавится, переходя в качесхвенно-новое ( жидкое) состояние. [19]
 |
График нагревания вещества. [20] |
Пять отрезков графика, изображенного на рис. 11.13, соответствуют определенным стадиям превращения льда в воду и затем в пар. Отрезок А отвечает нагреванию льда от - 10 до 0 С и в основном связан с увеличением кинетической энергии молекул воды в решетке льда. Нетрудно подсчитать, что при скорости подвода тепла 500 кал / мин нагревание 100 г льда до температуры 0 С займет 0 48 кал г - 1 град 10 х х 100 г / 500 кал-мин 1 0 96 мин. [21]
И именно эта внутренне присущая белкам структурная гибкость делает ферменты столь чувствительными к изменениям температуры. Подобно тому как слабые связи могут разрываться под действием небольших количеств энергии, высвобождающейся в результате присоединения субстратов и модуляторов, так же они могут разрываться и при увеличении кинетической энергии молекул. Можно, конечно, представить себе и весьма жесткие белковые молекулы, например с третичной и четвертичной структурой, стабилизированной большим числом дисульфидных связей. Такие белки были бы чрезвычайно устойчивы к изменениям температуры. Однако они почти наверное были бы непригодны в качестве ферментов, так как не могли бы надлежащим образом реагировать на субстраты и регулирующие метаболиты. Структурная гибкость, необходимая ферментам и другим белкам, участвующим в регуляторных процессах, например белкам-репрессорам, неизбежно означает зависимость их структуры от слабых связей. Ферменты должны были примириться с относительно высокой термолабильностью, чтобы приобрести свойственную им феноменальную способность катализировать и регулировать реакции, составляющие метаболизм. [22]
Электродвигатель не представляет собой изолированную систему; он вращает вентилятор, который перемещает воздух, для чего требуется энергия. Если днигатель работает с высоким коэффициентом полезного действия, то лишь малая доля получаемой им энергии рассеивается в самом двигателе в виде теплоты. Большая же часть энергии идет на увеличение кинетической энергии молекул воздуха, что приводит к нагреванию последнего. [23]
Каждый газ, относящийся к первой группе, имеет определенное молекулярное строение и характерную для него частоту собственных колебаний молекул. Если через слой газа пропускать инфракрасные лучи, то поглощаются те из них, частота колебаний которых равна частоте собственных колебаний молекул газа. При этом энергия поглощенных лучей расходуется на увеличение кинетической энергии молекул и рассеивается в виде тепла. Лучи же с отличной частотой колебаний проходят через газ без изменений. [24]
Так как при расширении газа множитель - уменьшается, то для поддержания заданного значения давления необходимо увеличение множителя - 2 - во столько же раз. Кинетическая же энергия поступательного движения молекул газа будет увеличиваться только в том случае, если температура газа повышается. Следовательно, при изобарическом расширении газа подводимая к нему теплота расходуется не только на пополнение той части кинетической энергии поступательного движения молекул, которая расходуется на работу расширения газа, но и на увеличение кинетической энергии молекул во столько раз, во сколько раз уменьшается число молекул в единице объема. [25]
Для нагревания тел часто используют энергию, выделяющуюся при сгорании топлива. При горении атомы углерода соединяются с атомами кислорода, содержащегося в воздухе, в результате чего образуются молекулы углекислого газа. Кинетическая энергия этих молекул оказывается больше, чем у исходных частиц. Увеличение кинетической энергии молекул в процессе горения и называют выделением энергии. [26]
Согласно такому предположению, молекулы имеют одинаковую вероятность перехода из твердого состояния в пар. Однако, как показали дальнейшие исследования 179 ], частицы твердого тела не могут переходить в пар с одинаковой вероятностью. В работах [167], [190] было показано, что лишь для весьма малого числа частиц имеется вероятность прямого испарения. В большинстве же случаев сублимация начинается с процесса перехода частиц из одного места поверхности в другое, в котором они будут иметь большую энергию связи. При последующем постепенном нагревании вещества происходит увеличение кинетической энергии молекул и ослабление сил взаимодействия между ними, что приводит к менее прочному энергетическому состоянию системы. [27]
Страницы: 1 2