为什么分子会不停地做无规则运动呢？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-06-30 05:09 标签： 不停的做无规则运动
永动机为什么不存在？永动机一词出自于拉丁名词“perpetuummobile”，意为“始终运动的机器”，指的是一种不需要外部能量输入即可持续运转的机器。其概念早在古代就已提出，但经过几百年的科学探索和研究，人类已经认识到这是不可能实现的。为什么永动机不存在呢？主要是因为永动机违反了能量守恒定律和热力学第二定律。1、能量守恒定律能量守恒定律是物理学的基本原理之一，它规定了能量在任何物理或化学变化中都不会发生净变化，能量的总量永远保持不变。因此，永动机这种始终运动的机器不可能存在，因为它违反了能量守恒定律。永动机指的是不消耗能量就能持续对外做功的机器，这种机器要么凭空创造能量，要么在能量传递过程中消失，两种情况都和能量守恒定律相违背。2、热力学第二定律热力学第二定律是热力学中最重要的定律之一，它规定了热量的自发流动只能从高温物体流向低温物体，不可能从低温物体自身流向高温物体。这个定律被认为是自然界中不存在永动机的原因之一。如果永动机存在，它就能从低温物体中不断吸取热量，将其转化为动力，使机器不断运转，这就违反了热力学第二定律。因此，即使有一种机器可以从自然界中吸取能量并转换为机械能，也永远不可能达到“永动机”的程度，因为总有能量在转换中消耗或丢失。分子为什么可以不停地做无规则运动？分子是构成物体的最小单元，每个分子都有能量，因此分子会不停地做无规则运动，这是我们常听到的”布朗运动“，或称为”分子热运动“。分子之间有斥力和引力，也存在一定的间隙，以液体为例，分子之间的间隙比较小，由于分子之间存在着引力和斥力，分子保持相对平衡，在平衡位置做无规则运动，所以液体是没有固定形状的。1、液体分子的运动方式分子之间存在引力和斥力，斥力与引力达到一定的平衡状态才能形成物体的稳定状态。对于液体物体来说，分子之间的间隙比较小，作用力也就比较大，液体分子借着引力和斥力保持平衡位置，但会在平衡位置周围做无规则运动。如果让分子之间的距离变小，会在分子之间出现巨大的斥力，难以将分子之间的距离缩小，因此液体不容易被压缩。如果让分子之间的距离变大，会出现巨大的引力，使得液体摆脱原来的平衡状态，容易发生流体动力学现象。2、固体分子的运动方式固态物质的分子相对间隙较小，引力比较强，因此分子在固定的位置附近做无规则运动。与液体不同，固体分子的形态具有一定的稳定性，分子之间的斥力和引力达到一定的平衡状态，因此固体不容易被压缩。当物体加热时，分子之间的距离增大，作用力变弱，分子会因为自身产生的温度分子运动会变得更加剧烈，分子之间的引力和斥力也随之增大，这种现象被称为热胀冷缩。3、分子运动与永动机的关系永动机与分子的运动没有必然联系，分子的运动只是由于其自身具有的能量而引起的，其运动主要遵循的是统计规律，是没有规则的，依据的是相对概率的分布。而永动机是指不需要外部能量输入即可持续运转的机器，此类机器被认为违反能量守恒定律和热力学第二定律。分子的运动热力学性质与能量转换，而不是对外界做功无损失的设想的持续不断运行的特性。永动机可以说是人类与自然斗争的一部分，多少个世纪以来，人们一直在试图制造永动机，但最终都以失败而告终。不过，这并不影响我们不断去探索、去创新、去发现新的科学奥秘，这对我们让人类科技不断进步有着极其重要的意义。永动机是不可能实现的，因为它违反了能量守恒定律和热力学第二定律。但万物中的分子却可以不停地做无规则运动，这是由于分子自身具有能量，导致分子在平衡位置做无规则运动。分子的运动并不与永动机有直接的联系，而永动机是人类一直追求的梦想。永动机的不存在并不妨碍我们探索自然，理解自然规律，并且不断推动人类科技的进步。

分子为什么会不停的做无规则运动。是因为分子间作用力的影响吗。中学生可以这样认为。不过无规则运动和分子间力不可能平衡互为因果。换句话说分子间力不可能平衡并不是无规则运动的真正原因，你同样可以将无规则运动理解为是分子间力不平衡的原因。二者是同一深刻本质的两个方面的反映或表现。这个深刻原因在于微观粒子（包括分子）运动的不确定性，量子力学不确定原理告诉我们不可能同时准确确定粒子的动量和位置。尽管分子运动的不确定性相比原子中的电子很微弱，但物体中存在极其大量的分子，分子间存在作用力，当分子运动时时刻受到周围分子力的作用（简化模型认为碰撞时才发生作用）。因此即便某一瞬间某个分子具有很准确的动量和位置（但不是绝对精确），经过一段时间的复杂的相互作用，不确定性随着时间的推移被逐步放大，导致我们无法预测分子的位置、动量和轨迹等确切信息。因此我们说分子才会不停做无规则运动。更简单一点的理解就是分子一旦停下，位置就无限准确地确定，动量就无限不准确，速度就无限不准确（可以取任意值），与静止矛盾。因此分子绝不可能停下（即便在绝对零度！）。宏观物体实际上也是如此（不过相比微观粒子极不明显），因此我们才说运动是绝对的。如有不明欢迎追问。
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