Co je to Thermal Motion?

Termický pohyb označuje náhodné pohyby molekul, atomů, elektronů nebo jiných subatomárních částic. Na rozdíl od viditelného světa kolem nás je atomový svět v konstantním stavu pohybu při všech teplotách nad absolutní nulou. Tepelný pohyb částic stoupá s teplotou těchto částic a řídí se termodynamickými zákony.

Studium tepelného pohybu je studium náhodného pohybu částic. Molekuly, atomy a subatomické částice se nechovají předvídatelným způsobem. Na rozdíl od světa, který vidíme, jsou tyto malé kousky téměř vždy v neustálém pohybu a nedodržují stejná pravidla jako větší těla, která tvoří. Například elektrony existují v orbitálech kolem jádra atomu. Ačkoliv přesné umístění a pohyb elektronu nelze určit, je pravděpodobné, že budou pohybovat v určitém prostoru, známý jako orbitální.

Atomové částice zůstávají v neustálém pohybu při všech teplotách nad absolutní nulou. Absolutní nula, také nazývaná 0 stupňů Kelvin, se rovná -453,15 ° F (-273,15 ° C). Toto je nejnižší teplota, která existuje, protože odpovídá teplotě, při které se atomové částice přestávají pohybovat.

Tepelný pohyb částice souvisí s teplotou této částice. Částice při vyšších teplotách vykazují větší tepelný pohyb než částice při nižších teplotách. To platí o částicích v jakémkoli stavu hmoty, včetně plynu, kapaliny, pevné látky a plazmy. Ačkoli jsou atomy v pevné látce blíže k sobě než atomy v kapalině nebo v plynu, stále existuje prostor pro pohyb atomů kolem.

Tepelný pohyb atomových částic byl poprvé popsán fyzikem Robertem Brownem. Při prohlížení malé částice, jako jsou například zrnka pylu nebo kus prachu pod mikroskopem, Brown si všiml, že částice se zdálo, že je v neustálém pohybu, nebo míchání. Tepelný pohyb atomů kolem malé částice způsobí, že atomy do něj narazí. To způsobuje, že se větší částice náhodně pohybuje, stejně jako atomové částice. Tento typ pohybu se označuje jako Brownův pohyb.

Tepelný pohyb je studován pomocí termodynamiky, která má řadu zákonů, které řídí náhodný pohyb částic. První zákon uvádí, že hmota a energie jsou vždy zachovány. Druhý, poněkud paradoxně, uvádí, že návrat do předchozího energetického stavu je nemožný, protože část energie uniká ze systému a nemůže být nikdy znovu použita. Třetí uvádí, že absolutní nuly nelze dosáhnout. Jednoduše řečeno, tyto zákony znamenají, že termální pohyb je náhodný pohyb, který se nikdy nekončí a vždy se mění.