Vad är termisk rörelse?

Termisk rörelse avser slumpmässiga rörelser hos molekyler, atomer, elektroner eller andra subatomära partiklar.Till skillnad från den synliga världen runt oss är atomvärlden i ett konstant rörelsetillstånd vid alla temperaturer över absolut noll.Partiklarnas termiska rörelse stiger med temperaturen hos dessa partiklar och styrs av termodynamikens lagar.

Studien av termisk rörelse är studien av partiklarnas slumpmässiga rörelse.Molekyler, atomer och subatomära partiklar uppför sig inte på ett förutsägbart sätt.Till skillnad från den värld vi ser, är dessa små materier nästan alltid i ständig rörelse och följer inte samma regler som de större kropparna som de utgör.Elektroner finns till exempel i orbitaler runt kärnan i en atom.Även om den exakta platsen och rörelsen för en elektron inte kan bestämmas, finns det en sannolikhet att de kommer att röra sig inom ett visst utrymme, känt som en orbital.

Atompartiklar förblir i konstant rörelse vid alla temperaturer över absolut noll.Absolut noll, även kallad 0 grader Kelvin, är lika med -459,67 deg; F (-273,15 deg; c).Detta är den lägsta temperaturen som finns eftersom den motsvarar temperaturen vid vilken atompartiklar upphör att röra sig.

Den termiska rörelsen hos en partikel är relaterad till temperaturen hos den partikeln.Partiklar vid högre temperaturer uppvisar större termisk rörelse än de vid lägre temperaturer.Detta gäller för partiklar i alla tillstånd av materia, inklusive gas, vätska, fast och plasma.Även om atomerna i ett fast ämne är närmare varandra än atomerna i en vätska eller en gas, finns det fortfarande utrymme för atomerna rör sig.

Den termiska rörelsen hos atompartiklar beskrivs först av fysikern Robert Brown.När man tittade på en liten partikel, såsom ett pollenkorn eller ett dammstycke under ett mikroskop, märkte Brown att partikeln tycktes vara i ett konstant rörelsetillstånd eller omrörning.Atomernas termiska rörelse runt en liten partikel får atomerna att stöta på den.Detta får den större partikeln att röra sig slumpmässigt, precis som atompartiklarna gör.Denna typ av rörelse kallas Brownian rörelse.

Termisk rörelse studeras genom termodynamik, som har en uppsättning lagar som styr den slumpmässiga rörelsen av partiklar.Den första lagen säger att materia och energi alltid bevaras.Den andra, något paradoxalt nog, säger att en återgång till ett tidigare energitillstånd är omöjligt eftersom viss energi flyr från systemet och aldrig kan användas igen.Den tredje säger att absolut noll inte kan uppnås.Enkelt uttryckt innebär dessa lagar att termisk rörelse är en slumpmässig rörelse som aldrig slutar och alltid förändras.