热物理学

物质结构与分子动理论

物质由不断运动的微观粒子组成；绝对温度与气体分子的平均平动动能相关。

分子动理论把气体视为大量无规则运动的分子。分子撞击器壁产生压强；绝对温度表征平均平动动能。

压强与温度

在模型中，压强与数密度和平均动能有关。体积一定时，升高绝对温度会使分子运动更快、碰撞更强，压强增大。

快速检测

分子动理论把微观运动与宏观量联系起来。稀薄气体分子作无规则运动，短暂碰撞之间有较长自由飞行；分子撞击容器壁时传递动量，从而形成压强。绝对温度升高意味着平均平动动能增加，并不表示所有分子速度相同。在相同温度下，较轻分子的典型速率高于较重分子。理想气体模型忽略分子体积和远程吸引力，因此在低密度、中等压强且远离凝结时更适用。固体和液体也由粒子构成，但粒子在位置附近振动或彼此紧邻；这些图像可定性解释热膨胀和扩散。这是统计模型：它预测海量粒子的平均行为，而不是追踪每个分子。

分子与容器壁发生弹性碰撞时，其垂直于壁面的动量分量改变，壁面获得方向相反的冲量。单位面积、单位时间内大量碰撞形成压强。因此，压强并非分子持续推墙产生，而是大量微观碰撞的宏观结果。