O que é movimento térmico?
O movimento térmico refere-se aos movimentos aleatórios de moléculas, átomos, elétrons ou outras partículas subatômicas. Ao contrário do mundo visível ao nosso redor, o mundo atômico está em constante estado de movimento a todas as temperaturas acima do zero absoluto. O movimento térmico das partículas aumenta com a temperatura dessas partículas e é governado pelas leis da termodinâmica.
O estudo do movimento térmico é o estudo do movimento aleatório das partículas. Moléculas, átomos e partículas subatômicas não se comportam de maneira previsível. Ao contrário do mundo que vemos, esses minúsculos pedaços de matéria estão quase sempre em constante movimento e não seguem as mesmas regras que os corpos maiores que compõem. Os elétrons, por exemplo, existem nos orbitais ao redor do núcleo de um átomo. Embora a localização exata e o movimento de um elétron não possam ser determinados, é provável que eles se movam dentro de um determinado espaço, conhecido como orbital.
As partículas atômicas permanecem em movimento constante a todas as temperaturas acima do zero absoluto. O zero absoluto, também chamado de 0 graus Kelvin, é igual a -459,67 ° F (-273,15 ° C). Essa é a temperatura mais baixa que existe porque corresponde à temperatura na qual as partículas atômicas deixam de se mover.
O movimento térmico de uma partícula está relacionado à temperatura dessa partícula. Partículas em temperaturas mais altas exibem maior movimento térmico do que aquelas em temperaturas mais baixas. Isto é verdade para partículas em qualquer estado da matéria, incluindo gás, líquido, sólido e plasma. Embora os átomos em um sólido estejam mais próximos do que os átomos em um líquido ou gás, ainda há espaço para os átomos se movimentarem.
O movimento térmico das partículas atômicas foi descrito pela primeira vez pelo físico Robert Brown. Ao visualizar uma pequena partícula, como um grão de pólen ou um pedaço de poeira ao microscópio, Brown notou que a partícula parecia estar em constante estado de movimento ou agitação. O movimento térmico dos átomos em torno de uma pequena partícula faz com que os átomos colidam com ela. Isso faz com que a partícula maior se mova aleatoriamente, assim como as partículas atômicas. Esse tipo de movimento é chamado de movimento browniano.
O movimento térmico é estudado através da termodinâmica, que possui um conjunto de leis que governam o movimento aleatório das partículas. A primeira lei afirma que matéria e energia são sempre conservadas. O segundo, um tanto paradoxalmente, afirma que um retorno a um estado de energia anterior é impossível porque alguma energia escapa do sistema e nunca pode ser usada novamente. O terceiro afirma que o zero absoluto não pode ser atingido. Simplificando, essas leis significam que o movimento térmico é um movimento aleatório que nunca termina e sempre muda.