Co to jest ruch termiczny?

Ruch termiczny odnosi się do losowych ruchów cząsteczek, atomów, elektronów lub innych cząstek subatomowych. W przeciwieństwie do widocznego świata otaczającego nas świat atomowy znajduje się w stałym stanie ruchu we wszystkich temperaturach powyżej bezwzględnego zera. Ruch termiczny cząstek wzrasta wraz z temperaturą tych cząstek i jest regulowany prawami termodynamiki.

Badanie ruchu termicznego jest badaniem losowego ruchu cząstek. Cząsteczki, atomy i cząstki subatomowe nie zachowują się w przewidywalny sposób. W przeciwieństwie do świata, które widzimy, te małe kawałki materii są prawie zawsze w ciągłym ruchu i nie przestrzegają tych samych zasad, co większe ciała, które składają. Na przykład elektrony istnieją w orbitalach wokół jądra atomu. Chociaż nie można ustalić dokładnej lokalizacji i ruchu elektronu, istnieje prawdopodobieństwo, że poruszają się w określonej przestrzeni, znanej jako orbital.

Cząstki atomowe pozostają w stałym ruchu we wszystkich temperaturach powyżej ABSolute Zero. Bezwzględne zero, zwane również 0 stopni Kelvin, jest równe -459,67 ° F (-273,15 ° C). Jest to najniższa temperatura, która istnieje, ponieważ odpowiada temperaturze, w której cząsteczki atomowe przestają się poruszać.

Ruch termiczny cząstki jest związany z temperaturą tej cząstki. Cząstki w wyższych temperaturach wykazują większy ruch termiczny niż w niższych temperaturach. Dotyczy to cząstek w dowolnym stanie materii, w tym gazu, cieczy, stałym i osoczu. Chociaż atomy w stałym są bliżej siebie niż atomy w cieczy lub gazu, wciąż jest miejsce na poruszanie się atomów.

Ruch termiczny cząstek atomowych został po raz pierwszy opisany przez fizyk Roberta Browna. Podczas oglądania małej cząstki, takiej jak ziarno pyłku lub kawałek pyłu pod mikroskopem, Brown zauważył, że cząstka wydawała się być w stałym stanie lub aGitation. Ruch termiczny atomów wokół małej cząstki powoduje, że atomy wpadają na nią. To sprawia, że ​​większa cząstka porusza się losowo, podobnie jak cząstki atomowe. Ten rodzaj ruchu jest określany jako ruch Browna.

Ruch termiczny jest badany za pomocą termodynamiki, która ma zestaw praw regulujących losowy ruch cząstek. Pierwsze prawo stwierdza, że ​​materia i energia są zawsze zachowane. Drugi, nieco paradoksalnie, stwierdza, że ​​powrót do poprzedniego stanu energetycznego jest niemożliwy, ponieważ pewna energia ucieka z systemu i nigdy nie można go użyć ponownie. Trzeci stwierdza, że ​​nie można osiągnąć bezwzględnego zera. Mówiąc najprościej, te prawa oznaczają, że ruch termiczny jest ruchem losowym, który nigdy się nie kończy i zawsze się zmienia.