Тепловое движение молекул

Молекулы (атомы) вещества всегда находятся в постоянном беспорядочном движении независимо от того, имеем ли мы дело с твердым, жидким или газообразным состоянием вещества. Это движение обусловливает собой наличие в любом веществе внутренней кинетической энергии, которая, как мы увидим ниже, связана с температурой вещества. Поэтому то беспорядочное движение, в котором всегда находятся молекулы {атомы), называется тепловым, а теория, изучающая тепловое движение молекул (атомов), называется кинетической теорией материи.

Тепловое движение частиц твердого тела носит колебательный характер: частицы колеблются около среднего положения с различными амплитудами в разных плоскостях.

Вакуумные сушильные шкафы для низкого вакуума

Такой характер теплового движения частиц твердого тела обусловливается тем, что между ними имеются прочные связи, делающие твердое тело способным самостоятельно сохранять свой объем и форму.

Тепловое движение молекул жидкости носит в основном уже поступательный характер с различными скоростями, в разных направлениях; это объясняется меньшей прочностью связей между молекулами жидкости; жидкость способна сохранять самостоятельно только объем, но не форму.

Наконец, тепловое движение молекул газообразного вещества имеет только поступательный характер с очень слабым взаимодействием между молекулами, особенно при низких давлениях. Благодаря тепловому движению при наличии лишь слабой связи между молекулами, газообразное вещество неспособно самостоятельно сохранять ни форму, ни объем, а всегда занимает весь предоставленный ему объем.
Имея в виду постоянное хаотическое тепловое движение молекул газа, мы легко объясняем все явления, с которыми нам приходится сталкиваться при изучении вакуумной техники. Приведем несколько примеров.

• Свойство газообразных веществ занимать весь предоставленный им объем используется при откачке с помощью механических насосов.
• Свойство газообразных веществ проникать друг в друга (взаимная диффузия) использовано для разработки так называемых диффузионных насосов, позволяющих с большой скоростью получать предельно низкие давления.
• Тепловым движением частиц воздуха объясняется «натекание» вакуумных систем, т. е. проникновение атмосферного воздуха внутрь вакуумной системы через неуплотненное («негерметичное») место (течь).
• Тепловым движением объясняются такие важные свойства газообразных веществ, как теплопроводность, т. е. перенос (молекулами) тепла от более нагретого к менее нагретому телу, в газовой среде, как внутреннее трение или вязкость газа, т. е. передача количества движения от одного слоя газа к другому, и многие другие.