The kinetic particle model · Le modèle cinétique des particules
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|---|---|
| particles/ˈpɑːtɪklz/ | particules |
| kinetic particle model/kɪˈnetɪk ˈpɑːtɪkl ˈmɒdl/ | modèle cinétique des particules |
| solid/ˈsɒlɪd/ | solide |
| liquid/ˈlɪkwɪd/ | liquide |
| gas/ɡæs/ | gaz |
| temperature/ˈtemprɪtʃə/ | température |
| absolute zero/ˈæbsəluːt ˈzɪərəʊ/ | zéro absolu |
| kelvin/ˈkelvɪn/ | kelvin |
| Brownian motion/ˈbraʊnɪən ˈməʊʃn/ | Mouvement brownien |
Everything is made of particles 粒子
- Look closely enough and all matter is tiny particles that never stop moving.
- This one idea — the kinetic particle model 分子动理论 — explains solids 固体, liquids 液体, gases 气体, heat and pressure.
- Let's see what the particles are doing.
Tout est fait de particules 粒子
- Si on regarde de suffisamment près, toute la matière est constituée de minuscules particules qui ne cessent jamais de bouger.
- Cette idée unique — le modèle cinétique des particules 分子动理论 — explique les solides 固体, les liquides 液体, les gaz 气体, la chaleur et la pression.
- Voyons ce que font les particules.
The three states of matter
- Solid — particles packed in a regular pattern, only vibrating. Fixed shape and volume.
- Liquid — particles still close but jumbled; they slide past each other. Fixed volume, takes the container's shape.
- Gas — particles far apart, fast and random. Fills the whole container.
Les trois états de la matière
- Solide — particules empilées selon un motif régulier, uniquement vibrantes. Forme et volume fixes.
- Liquide — particules encore proches mais désordonnées ; elles glissent les unes sur les autres. Volume fixe, prend la forme du récipient.
- Gaz — particules éloignées, rapides et aléatoires. Remplit tout le récipient.
Squeeze a gas (Boyle's law) · Comprimer un gaz (loi de Boyle)
Slide the piston in to shrink the volume. The same particles get crammed into less space, so they hit the walls more often and the pressure climbs — while pressure × volume stays constant. · Faites glisser le piston vers l'intérieur pour réduire le volume. Les mêmes particules sont tassées dans un espace réduit, elles heurtent donc les parois plus souvent et la pression augmente — tandis que pression × volume reste constant.
In which state are the particles far apart, fast, and moving in random directions? · Dans quel état les particules sont-elles éloignées, rapides et se déplacent-elles dans des directions aléatoires ?
Gas particles are far apart and move quickly in random directions, filling the container. Solids only vibrate; liquids slide past each other. · Les particules gazeuses sont éloignées et se déplacent rapidement dans des directions aléatoires, remplissant le récipient. Les solides vibrent uniquement ; les liquides glissent les uns sur les autres.
Temperature 温度 and particle energy
- Heat a substance and its particles move faster — they gain kinetic energy.
- Temperature is a measure of the average kinetic energy of the particles.
- The lowest possible temperature is absolute zero 绝对零度, $-273\ {}^{\circ}\text{C}$ — particles have the least energy.
The particle model of solids, liquids and gases
Température 温度 et énergie des particules
- Chauffer une substance fait bouger ses particules plus vite — elles gagnent de l'énergie cinétique.
- La température est une mesure de l'énergie cinétique moyenne des particules.
- La température la plus basse possible est le zéro absolu 绝对零度, $-273\ {}^{\circ}\text{C}$ — les particules ont le moins d'énergie.
Le modèle des particules pour les solides, liquides et gaz
Temperature is a measure of: · La température est une mesure de :
Hotter means the particles move faster, so temperature measures their average kinetic energy. · Plus chaud signifie que les particules se déplacent plus vite, donc la température mesure leur énergie cinétique moyenne.
The kelvin 开尔文 scale
- Scientists often measure temperature in kelvin (K), starting from absolute zero.
- To convert:
- So $0\ {}^{\circ}\text{C} = 273\ \text{K}$ and $27\ {}^{\circ}\text{C} = 300\ \text{K}$.
L'échelle kelvin 开尔文
- Les scientifiques mesurent souvent la température en kelvin (K), à partir du zéro absolu.
- Pour convertir :
- Donc $0\ {}^{\circ}\text{C} = 273\ \text{K}$ et $27\ {}^{\circ}\text{C} = 300\ \text{K}$.
Convert $27\ {}^{\circ}\text{C}$ to kelvin. · Convertissez $27\ {}^{\circ}\text{C}$ en kelvin.
$T = \theta + 273 = 27 + 273 = 300\ \text{K}$.
Gas pressure
- Gas particles constantly hit the walls of their container. Each hit is a tiny push.
- The pressure is the total force of these hits on each unit of area.
- Heat the gas (fixed volume) → faster, harder, more frequent hits → higher pressure.
- Squeeze it smaller (fixed temperature) → more hits per second on each area → higher pressure.
- For a fixed mass of gas at constant temperature, $pV = \text{constant}$ (halve the volume → double the pressure).
Pression des gaz
- Les particules de gaz heurtent constamment les parois de leur récipient. Chaque choc est une petite poussée.
- La pression est la force totale de ces chocs par unité de surface.
- Chauffer le gaz (volume fixe) → chocs plus rapides, plus violents et plus fréquents → pression plus élevée.
- Comprimer plus petit (température fixe) → plus de chocs par seconde sur chaque surface → pression plus élevée.
- Pour une masse fixe de gaz à température constante, $pV = \text{constant}$ (diviser le volume par deux → doubler la pression).
A gas has a volume of $200\ \text{cm}^3$ at $100\ \text{kPa}$. It is squeezed to $100\ \text{cm}^3$ at constant temperature. What is the new pressure, in kPa? · Un gaz a un volume de $200\ \text{cm}^3$ à $100\ \text{kPa}$. Il est comprimé à $100\ \text{cm}^3$ à température constante. Quelle est la nouvelle pression, en kPa ?
$pV$ is constant: $100 \times 200 = p \times 100$, so $p = 200\ \text{kPa}$. Halving the volume doubles the pressure. · $pV$ est constant : $100 \times 200 = p \times 100$, donc $p = 200\ \text{kPa}$. Diviser le volume par deux double la pression.
Heating a gas in a sealed, fixed-volume can increases its pressure. · Chauffer un gaz dans une boîte scellée à volume fixe augmente sa pression.
Hotter particles move faster and hit the walls harder and more often, so the pressure rises. · Les particules plus chaudes se déplacent plus vite et heurtent les parois plus fort et plus souvent, donc la pression augmente.
Brownian motion 布朗运动
- Under a microscope, smoke specks in air jiggle along jerky, random paths.
- This is Brownian motion: the big specks are knocked about by fast, invisible air particles.
- It is strong evidence that matter really is made of moving particles.
Random hits from fast, invisible air particles push a smoke grain along a jerky, random path
Mouvement brownien 布朗运动
- Au microscope, des particules de fumée dans l'air vacillent suivant des trajectoires saccadées et aléatoires.
- C'est le mouvement brownien : les grosses particules sont heurtées par des particules d'air rapides et invisibles.
- C'est une preuve forte que la matière est bien constituée de particules en mouvement.
Les chocs aléatoires de particules d'air rapides et invisibles poussent un grain de fumée sur un trajet saccadé et aléatoire
Smoke specks seen under a microscope jiggle randomly. This is because: · Des particules de fumée vues au microscope tanguent aléatoirement. C'est parce que :
Brownian motion: tiny fast air particles knock the larger smoke specks about, evidence for moving particles. · Mouvement brownien : de minuscules particules d'air rapides heurtent les grosses particules de fumée, preuve de particules en mouvement.
You've got it
- solid (fixed, vibrating) · liquid (close, sliding) · gas (far apart, fast)
- temperature = average kinetic energy of particles; absolute zero $= -273\ {}^{\circ}\text{C}$
- $T\,(\text{K}) = \theta\,({}^{\circ}\text{C}) + 273$
- gas pressure = particle hits per unit area; at constant temperature $pV = \text{constant}$
Vous avez compris
- solide (fixe, vibrant) · liquide (proche, glissant) · gaz (éloigné, rapide)
- température = énergie cinétique moyenne des particules ; zéro absolu $= -273\ {}^{\circ}\text{C}$
- $T\,(\text{K}) = \theta\,({}^{\circ}\text{C}) + 273$
- pression gazeuse = chocs de particules par unité de surface ; à température constante $pV = \text{constant}$