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熱運動

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熱運動自然界中獨立存在的基本運動形式之一,有巨大數量微觀粒子分子原子電子點陣粒子等)參與的永不停息的無規則運動,並伴有頻繁碰撞。

存在原因

宏觀物質由巨大數量的微觀粒子構成。例如一莫爾物質,所含的結構粒子數目就有1023量級。永恆運動是微觀粒子的固有本性。每個粒子都在運動着的複雜多變的其他粒子作用下運動,呈現出宏觀不可控制的瞬息萬變的雜亂狀態。這勢必導致限定範圍內(即該物體中)大量粒子頻繁碰撞。標準狀態下,每立方厘米氣體,在一秒鐘內,分子碰撞的次數為1029量級。每次碰撞,粒子都改變運動狀態,從而加劇了運動的無規性。分子碰撞的劇烈程度隨溫度升高而加劇,故稱熱運動。固體中的點陣粒子之間,雖然並不發生直接的物理接觸,但是粒子熱振動間存在相互作用,其中某些效果猶如流體分子之間發生的碰撞。可見,熱運動是宏觀物體客觀存在的一種自然形態。

宏觀事實與微觀事實

「無規性」並非毫無規律可循。每個粒子都是一個力學體系,遵循力學規律,只是宏觀條件無法簡單且有規律地對其進行控制。宏觀條件只能決定大量粒子的整體運動行為。單個粒子的機械運動與粒子總體的熱運動是兩種性質不同的獨立運動,分別遵守力學規律和統計規律,兩者本質上是不同的規律。從實驗總結出的熱運動宏觀理論是熱力學;揭示熱運動微觀本質的理論是統計物理學,而氣體動力論則是它的一個組成部分。