Беспорядочное движение частиц внутри вещества, обусловленное его температурой.Тепловое движение — это непрестанное беспорядочное дрожание атомов и молекул в любом веществе, температура которого выше абсолютного нуля. Это микроскопическое проявление теплоты: чем горячее объект, тем энергичнее движение его частиц. Это движение не упорядочено и не направлено, а хаотично: частицы постоянно сталкиваются, отскакивают и обмениваются энергией. Именно поэтому газы расширяются при нагревании, твёрдые тела плавятся, а тепло переходит от горячих тел к холодным.
Концепция возникла в XIX веке: Джеймс Клерк Максвелл и Людвиг Больцман в 1860–1870-х годах формализовали статистическое описание молекулярного движения. Решающее экспериментальное подтверждение дал анализ броуновского движения, выполненный Альбертом Эйнштейном в 1905 году.
При любой конечной температуре частицы обладают кинетической энергией. В газе эта энергия проявляется в свободном прямолинейном движении между столкновениями. В жидкости частицы скользят и кувыркаются друг относительно друга, а в твёрдом теле они колеблются около фиксированных положений в решётке. Средняя кинетическая энергия этих движений прямо пропорциональна абсолютной температуре. Это хаотическое движение вызывает диффузию — распространение частиц из области высокой концентрации в область низкой, — и ответственно за броуновское движение, наблюдаемое дрожание микроскопических частиц, взвешенных в жидкости.
Тепловое движение используется в таких технологиях, как тепловые двигатели, холодильные циклы, а также в процессах диффузионной сварки в материаловедении. Оно также ограничивает точность атомных часов и является основным источником шума в электронных устройствах.
При комнатной температуре типичная молекула воздуха сталкивается с другими молекулами около десяти миллиардов раз в секунду, проходя зигзагообразный путь, который намного длиннее, чем прямое расстояние, которое она преодолевает.
