"Molecola movimento" esiste come una varietà di componenti. Il movimento traslazionale di molecole come unità complete nello spazio tridimensionale è uno dei componenti principale. Altri componenti includono rotazioni e vibrazioni di tutti o di parte di una molecola. Questo tipo di movimento molecolare è spiegabile utilizzando la teoria termodinamica classica.
Energia totale
Molecole possono essere visualizzati come palle da biliardo molto piccoli, elastico. Se una persona tiene una palla da biliardo all'altezza delle spalle, la palla da biliardo non è in movimento, ma ha il potenziale per spostare se lasciato andare. Ha dunque "potenziale" (energia). Rilasciare la palla, e parte della sua energia potenziale diventa "energia cinetica" (energia legata al movimento). La palla si muove. Energia potenziale non verranno considerato in questa discussione, tuttavia, deve osservare la sua esistenza, come è l'altro componente che contribuisce all'energia totale.
Energia cinetica non è semplicemente un termine vago e descrittivo. Energia cinetica può essere quantificato. La formula che fa cioè,
1) E = ½ mv²,
dove "E" è l'energia cinetica, m è la massa della molecola o "palla da biliardo" e "v" è la velocità a cui viaggia.
Energia cinetica totale
Molecole in molti casi si trovano in numeri molto grandi. Quindi, la formula per energia cinetica per una sostanza di massa diventa,
2) E(tot) = N₁MV₁² + N₂MV₂² + N₃MV₃² +...
dove molecole di velocità (1) esistono in quantità (1), molecole di un'altra velocità (2) esistono in quantità (2) e così via. Il E(tot) rappresenta quindi l'energia cinetica totale della raccolta completa delle molecole.
Dall'equazione di cui sopra, è ovvio che se si aumenta l'energia cinetica di un insieme di molecole, aumenta la sua velocità complessiva.
Energia cinetica media
Anche se le energie delle particelle sono diversi uno da altro, è una cosa semplice per determinare l'energia cinetica media delle particelle. L'equazione è,
E(AV) = E(tot) / N(tot), o,
3) E(av) = (N₁MV₁² + N₂MV₂² + N₃MV₃² +...) / (N₁ + N₂ + N₃ +...).
Relazione alla temperatura
Aumentare l'energia cinetica media di un insieme di molecole (a volte chiamato un "sistema"), aumenta anche la temperatura del sistema.
Anche se i principi validi per solidi, liquidi, gas e plasmi di tutti i tipi, solo l'esempio di un gas ideale, monoatomico sarà considerato qui.
Teoria cinetica dei gas
La teoria cinetica dei gas incorpora la "distribuzione di Maxwell-Boltzmann". Questo descrive il probabile numero di molecole a qualsiasi velocità particolare in un sistema con una determinata energia cinetica media. Così, chiarisce equazione tre, sopra.
La matematica coinvolti produce la relazione,
4) E(av) = 3/2 kT,
dove k = R/n e R è la costante di Gas ideale, e n è il numero di Avogadro.
Energia, movimento e temperatura
Così si spiega la relazione tra energia, movimento molecolare e temperatura, nonché la matematica rilevante coinvolti. Aumentare l'energia, come ad esempio sotto forma di calore, aumenta i movimenti molecolari, che a sua volta aumenta la temperatura di un sistema, misurabile con un termometro.