¿Por qué los átomos comienzan a moverse cuando se calientan?

Tratando de encontrar una “respuesta fácil”.

La respuesta que puede encontrar en el nivel muy bajo de lo que es “calefacción” en realidad es.

El proceso de “calentamiento” real en el nivel atómico es un proceso en el que las partículas de alta energía o de movimiento rápido se topan con partículas / átomos / moléculas de baja energía. Cuando chocan entre sí, entonces una parte del impulso y la energía pasan de un objeto a otro (en caso de que si el calentamiento es causado por la radiación, se absorbe el fotón de alta energía) y, lógicamente, este objeto comience a moverse. Es casi lo mismo que si tuvieras una bola inactiva en el suelo y le lances otra bola.

Por lo tanto, el calentamiento es un proceso cuando una gran cantidad de pequeñas partículas de alta energía y fotones dan su energía al “material calentado” al chocar contra él. Nosotros, como seres humanos, solo tenemos un sentimiento especial al respecto, cuando decimos “hace mucho calor”.

Los átomos y las moléculas en los materiales siempre se están moviendo. Agregar energía interna a un sistema de átomos aumenta la energía cinética promedio de los átomos y las moléculas, de modo que, en promedio, se mueven más rápido, pero no los hace moverse.

El movimiento nunca se detiene porque no hay nada como la fricción en las escalas atómicas. La fricción y la resistencia del aire son las fuerzas macroscópicas que tienden a detener las cosas en relación con las cosas contra las que se frotan.

Cuando los átomos o las moléculas chocan entre sí, la energía se intercambia entre las partículas en colisión en cada caso, pero la energía cinética total permanece igual (esto no es cierto si las colisiones producen cambios químicos y / o ionizaciones). Al agregar más energía interna, aumenta la energía cinética promedio ( es decir, aumenta la temperatura del sistema).

Los átomos y las moléculas se mueven en línea recta hasta que golpean a otros átomos y moléculas. Dado que la mayoría de estas colisiones no serán de frente, las direcciones de movimiento cambian con casi todas las colisiones. Esto mantiene los movimientos en gran parte al azar.

Recuerde que en la mecánica clásica, la energía cinética es proporcional a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad. Así que cuanto más rápido se mueve una molécula, más energía tiene. Entonces, piensa en bolas de billar. Si una molécula calentada golpea a otra, le imparte velocidad y energía cinética. Individualmente, cada partícula viaja en línea recta hasta que golpea algo, pero como hay muchas partículas, pueden viajar en diferentes direcciones, y con frecuencia podemos ignorar el movimiento de la partícula individual y simplemente observar el movimiento promedio de todos los elementos. partículas

Toda la materia está formada por átomos y moléculas que se mueven constantemente.

Cuando se agrega calor a una sustancia, las moléculas y los átomos vibran más rápido. A medida que los átomos vibran más rápido, el espacio entre los átomos aumenta. El movimiento y el espaciado de las partículas determina el estado de la materia de la sustancia. El resultado final del aumento del movimiento molecular es que el objeto se expande y ocupa más espacio.

Sin embargo, la masa del objeto permanece igual. Los sólidos, líquidos y gases se expanden cuando se agrega calor. Cuando el calor abandona todas las sustancias, las moléculas vibran más lentamente. Los átomos pueden acercarse lo que da como resultado que la materia se contraiga. Una vez más, la masa no se cambia.