Co je to tepelný pohyb?

Tepelný pohyb odkazuje na náhodné pohyby molekul, atomů, elektronů nebo jiných subatomických částic. Na rozdíl od viditelného světa kolem nás je atomový svět ve stálém stavu pohybu při všech teplotách nad absolutní nulou. Tepelný pohyb částic stoupá s teplotou těchto částic a řídí se zákony termodynamiky.

Studie tepelného pohybu je studie náhodného pohybu částic. Molekuly, atomy a subatomické částice se nechovají předvídatelným způsobem. Na rozdíl od světa, který vidíme, jsou tyto drobné kousky hmoty téměř vždy v neustálém pohybu a nesledují stejná pravidla jako větší těla, která tvoří. Například elektrony existují na orbitály kolem jádra atomu. Ačkoli přesné umístění a pohyb elektronu nelze určit, existuje pravděpodobnost, že se budou pohybovat v určitém prostoru, známém jako orbitální.

Atomové částice zůstávají v konstantním pohybu při všech teplotách nad ABrozpuštěná nula. Absolutní nula, také nazývaná 0 stupňů Kelvin, se rovná -459,67 ° F (-273,15 ° C). Jedná se o nejnižší teplotu, která existuje, protože odpovídá teplotě, při které se atomové částice přestanou pohybovat.

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

Tepelný pohyb atomových částic byl poprvé popsán fyzikem Robertem Brownem. Při prohlížení malé částice, jako je zrna pylu nebo kus prachu pod mikroskopem, si Brown všimla, že se zdálo, že částice je v konstantním stavu pohybu nebo a aGitace. Tepelný pohyb atomů kolem malé částice způsobuje, že do ní atomy narazily. Díky tomu se větší částice pohybují náhodně, stejně jako atomové částice. Tento typ pohybu se označuje jako Brownian Motion.

Tepelný pohyb je studován pomocí termodynamiky, která má soubor zákonů, které řídí náhodný pohyb částic. První zákon uvádí, že záleží a energie jsou vždy zachovány. Druhý, poněkud paradoxně, uvádí, že návrat k předchozímu energetickému stavu je nemožný, protože některá energie unikne ze systému a nikdy ji nelze znovu použít. Třetí uvádí, že absolutní nulu nelze dosáhnout. Jednoduše řečeno, tyto zákony znamenají, že tepelný pohyb je náhodný pohyb, který nikdy nekončí a vždy se mění.