基础与物质的状态

热运动

/ THUR-mul MOH-shun /

往一杯温水里滴一点墨水,看它自己散开,无需搅动。墨水正被永不停歇的水分子推挤开来——这些分子时刻在朝各个方向碰撞、推搡。这种原子和分子永不止息的随机抖动,就是热运动。

热运动,是粒子因为材料「暖」而产生的那种不安分的运动。事实上,温度正是这种运动剧烈程度的直接度量:东西越热,它的原子抖动、振动或飞驰得就越快、越猛。即便在固体里,原子无法游走,它们仍在原地颤抖;在气体里,它们以每秒数百米的速度横穿房间。

这之所以重要,是因为热运动是自然界许多现象背后的引擎——它驱动扩散、产生压强、熔化固体,也限制了任何东西能冷到什么程度。一个常见的误解是以为把东西冷到很低的温度就能让一切运动停止;实际上抖动只是变慢,而量子力学还保证:即便在可能的最低温度——绝对零度——也仍残留着一丝微小的晃动。

一束阳光里漂浮的尘粒不停地抖动、走着锯齿形的路线,从不安定下来——它正被处于不断热运动中的空气分子四处踢撞,这场舞蹈你用肉眼就能亲眼看到。

尘粒之所以抖动,是因为处于热运动的空气分子不断踢撞它。

热运动是随机的,而非有方向的:单个粒子朝四面八方乱窜,唯有对无数粒子求平均,才给出我们称为温度和压强的那种平滑、可预测的行为。

又称
thermal agitation热运动熱運動