Cząsteczki i energia
Wszystkie ciała wokół nas składają się z cząsteczek w ciągłym ruchu. Dyfuzja to samorzutne mieszanie się cząsteczek różnych substancji, będące wynikiem ich chaotycznych ruchów. To dzięki niej zapach perfum rozprzestrzenia się po całym pokoju, a herbata zaparza się w wodzie.
Od czego zależy szybkość dyfuzji? Przede wszystkim od temperatury - im wyższa, tym proces zachodzi szybciej, ponieważ cząsteczki poruszają się energiczniej. W gazach dyfuzja zachodzi najszybciej, w cieczach wolniej, a najwolniej w ciałach stałych (np. powolna dyfuzja metali w stopach).
Energia wewnętrzna ciała to suma wszystkich rodzajów energii jego cząsteczek. Składa się głównie z energii kinetycznej chaotycznego ruchu cząsteczek oraz energii potencjalnej wynikającej z oddziaływań międzycząsteczkowych. Temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek - im wyższa temperatura, tym większa energia wewnętrzna.
💡 Ciekawostka: Możemy zmienić energię wewnętrzną na dwa sposoby: wykonując pracę (np. pocierając dłonie) lub przez przepływ ciepła (np. ogrzewając wodę). Właśnie dlatego pocieranie zmarznięć dłoni pomaga je rozgrzać!
Ciała rozszerzają się pod wpływem wzrostu temperatury - zjawisko to nazywamy rozszerzalnością cieplną. Jest ona niewielka dla ciał stałych, ale musi być uwzględniana przy projektowaniu mostów czy torów kolejowych. W cieczach rozszerzalność wykorzystujemy w termometrach, gdzie ciecz (rtęć lub alkohol) zwiększa swoją objętość przy ogrzewaniu.
