การเคลื่อนไหวทางความร้อนคืออะไร?

การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนหมายถึงการเคลื่อนไหวแบบสุ่มของโมเลกุลอะตอมอิเล็กตรอนหรืออนุภาคย่อยอื่น ๆซึ่งแตกต่างจากโลกที่มองเห็นได้รอบตัวเราโลกอะตอมอยู่ในสถานะคงที่ของการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องในทุกอุณหภูมิเหนือศูนย์สัมบูรณ์การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอนุภาคเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิของอนุภาคเหล่านั้นและถูกควบคุมโดยกฎของอุณหพลศาสตร์

การศึกษาการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนเป็นการศึกษาการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาคโมเลกุลอะตอมและอนุภาค subatomic ไม่ทำงานในลักษณะที่คาดการณ์ได้ต่างจากโลกที่เราเห็นชิ้นส่วนเล็ก ๆ เหล่านี้มักจะเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องและไม่ปฏิบัติตามกฎเดียวกันกับร่างกายที่ใหญ่กว่าที่พวกเขาทำขึ้นตัวอย่างเช่นอิเล็กตรอนมีอยู่ในวงโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมแม้ว่าตำแหน่งและการเคลื่อนที่ที่แน่นอนของอิเล็กตรอนไม่สามารถกำหนดได้ แต่ก็มีโอกาสที่พวกเขาจะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ภายในพื้นที่ที่แน่นอนหรือที่รู้จักกันในชื่อวงโคจร

อนุภาคอะตอมยังคงอยู่ในการเคลื่อนที่คงที่ทุกอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์Absolute Zero หรือที่เรียกว่า 0 องศาเคลวินเท่ากับ -459.67 deg; f (-273.15 deg; c)นี่คืออุณหภูมิต่ำสุดที่มีอยู่เนื่องจากสอดคล้องกับอุณหภูมิที่อนุภาคอะตอมหยุดเคลื่อนที่

การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอนุภาคเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิของอนุภาคนั้นอนุภาคที่อุณหภูมิสูงกว่ามีการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนมากกว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่านี่เป็นความจริงของอนุภาคในทุกสภาวะของสสารรวมถึงก๊าซของเหลวของแข็งและพลาสมาแม้ว่าอะตอมในของแข็งจะอยู่ใกล้กันมากกว่าอะตอมในของเหลวหรือก๊าซ แต่ก็ยังมีพื้นที่สำหรับอะตอมที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ

การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอนุภาคอะตอมถูกอธิบายเป็นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ Robert Brownเมื่อดูอนุภาคขนาดเล็กเช่นเม็ดละอองเกสรหรือฝุ่นละอองใต้กล้องจุลทรรศน์สีน้ำตาลสังเกตเห็นว่าอนุภาคดูเหมือนจะอยู่ในสถานะคงที่ของการเคลื่อนไหวหรือการกวนการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอะตอมรอบ ๆ อนุภาคขนาดเล็กทำให้อะตอมชนเข้ากับมันสิ่งนี้ทำให้อนุภาคขนาดใหญ่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ แบบสุ่มเช่นเดียวกับอนุภาคอะตอมการเคลื่อนไหวประเภทนี้เรียกว่าการเคลื่อนไหวของบราวเนียน

การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนได้รับการศึกษาผ่านอุณหพลศาสตร์ซึ่งมีชุดของกฎหมายที่ควบคุมการเคลื่อนไหวแบบสุ่มของอนุภาคกฎหมายฉบับแรกระบุว่าเรื่องและพลังงานได้รับการอนุรักษ์เสมอประการที่สองค่อนข้างขัดแย้งระบุว่าการกลับสู่สถานะพลังงานก่อนหน้านั้นเป็นไปไม่ได้เพราะพลังงานบางอย่างหนีออกจากระบบและไม่สามารถใช้อีกครั้งรัฐที่สามที่ไม่สามารถบรรลุศูนย์ได้พูดง่ายๆคือกฎหมายเหล่านี้หมายความว่าการเคลื่อนไหวทางความร้อนเป็นการเคลื่อนไหวแบบสุ่มที่ไม่สิ้นสุดและเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ