基礎與物質的狀態

熱運動

/ THUR-mul MOH-shun /

往一杯溫水裡滴一點墨水,看它自己散開,無需攪動。墨水正被永不停歇的水分子推擠開來——這些分子時刻在朝各個方向碰撞、推搡。這種原子和分子永不止息的隨機抖動,就是熱運動。

熱運動,是粒子因為材料「暖」而產生的那種不安分的運動。事實上,溫度正是這種運動劇烈程度的直接度量:東西越熱,它的原子抖動、振動或飛馳得就越快、越猛。即便在固體裡,原子無法遊走,它們仍在原地顫抖;在氣體裡,它們以每秒數百米的速度橫穿房間。

這之所以重要,是因為熱運動是自然界許多現象背後的引擎——它驅動擴散、產生壓強、熔化固體,也限制了任何東西能冷到什麼程度。一個常見的誤解是以為把東西冷到很低的溫度就能讓一切運動停止;實際上抖動只是變慢,而量子力學還保證:即便在可能的最低溫度——絕對零度——也仍殘留著一絲微小的晃動。

一束陽光裡漂浮的塵粒不停地抖動、走著鋸齒形的路線,從不安定下來——它正被處於不斷熱運動中的空氣分子四處踢撞,這場舞蹈你用肉眼就能親眼看到。

塵粒之所以抖動,是因為處於熱運動的空氣分子不斷踢撞它。

熱運動是隨機的,而非有方向的:單個粒子朝四面八方亂竄,唯有對無數粒子求平均,才給出我們稱為溫度和壓強的那種平滑、可預測的行為。

又稱
thermal agitation热运动熱運動