Všetky molekuly látky sa podieľajú na tepelnom pohybe, preto so zmenou charakteru tepelného pohybu sa mení aj stav látky a jej vlastnosti. Takže, keď teplota stúpa, voda vrie a mení sa na paru. Ak sa teplota zníži, voda zamrzne a zmení sa z kvapaliny na pevnú látku.
DEFINÍCIA
Teplota- skalárny fyzikálne množstvo, ktorý charakterizuje stupeň zahriatia tela.
Teplota je mierou intenzity tepelného pohybu molekúl a charakterizuje stav tepelná rovnováha sústavy makroskopických telies: všetky telesá sústavy, ktoré sú navzájom v tepelnej rovnováhe, majú rovnakú teplotu.
Meria sa teplota teplomer. Akýkoľvek teplomer využíva zmenu niektorého makroskopického parametra v závislosti od zmeny teploty.
Jednotkou SI teploty je stupeň Kelvin (K). Vzorec na prechod z Celziovej stupnice na Kelvinovu teplotnú stupnicu (absolútna stupnica) je:
kde je teplota v stupňoch Celzia.
Minimálna teplota zodpovedá nule na absolútnej stupnici. O absolútna nula tepelný pohyb molekuly sa zastavia.
Čím vyššia je teplota tela, tým väčšia je rýchlosť tepelného pohybu molekúl a tým väčšia je energia molekúl tela. Teplota teda slúži ako miera kinetickej energie tepelného pohybu molekúl.
Odmocnina stredná kvadratická rýchlosť molekúl
Stredná kvadratická rýchlosť molekúl sa vypočíta podľa vzorca:
kde je Boltzmannova konštanta, J/K.
Priemerná kinetická energia pohybu jednej molekuly
Priemerná kinetická energia pohybu jednej molekuly:
Fyzikálny význam Boltzmannovej konštanty spočíva v tom, že táto konštanta určuje vzťah medzi teplotou látky a energiou tepelného pohybu molekúl tejto látky.
Je dôležité poznamenať, že priemerná energia tepelného pohybu molekúl závisí len od teploty plynu. Priemerná kinetická energia translačného chaotického pohybu molekúl pri danej teplote nezávisí ani od jedného chemické zloženie plynu, ani na hmotnosti molekúl, ani na tlaku plynu, ani na objeme, ktorý plyn zaberá.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
| Cvičenie | Aká je priemerná kinetická energia molekúl argónu, ak je teplota plynu C? |
| Riešenie | Priemerná kinetická energia molekúl plynu je určená vzorcom: Boltzmannova konštanta. Poďme počítať: |
| Odpoveď | Priemerná kinetická energia molekúl argónu pri danej teplote J. |
PRÍKLAD 2
| Cvičenie | O koľko percent sa zvýši priemerná kinetická energia molekúl plynu, keď sa jeho teplota zmení zo 7 na ? |
| Riešenie | Priemerná kinetická energia molekúl plynu je určená vzťahom: Zmena priemernej kinetickej energie v dôsledku zmeny teploty: Percentuálna zmena energie: Preveďme jednotky do sústavy SI: . Poďme počítať: |
| Odpoveď | Priemerná kinetická energia molekúl plynu sa zvýši o 10 %. |
PRÍKLAD 3
| Cvičenie | Koľkokrát je stredná kvadratická rýchlosť prachovej častice s hmotnosťou kg suspendovaná vo vzduchu menšia ako stredná kvadratická rýchlosť molekúl vzduchu? |
| Riešenie | Stredná kvadratická rýchlosť prachovej častice:
RMS rýchlosť molekuly vzduchu:
Hmotnosť molekuly vzduchu: |
[Fyzikálny test 24] Sily medzimolekulovej interakcie. Súhrnný stav hmoty. Charakter tepelného pohybu molekúl v pevných, kvapalných, plynných telesách a jeho zmena so zvyšujúcou sa teplotou. Tepelná expanzia tel. Lineárna expanzia pevných látok pri zahrievaní. Objemová tepelná rozťažnosť pevných látok a kvapalín. Prechody medzi agregovanými stavmi. Teplo fázového prechodu. Fázová rovnováha. Rovnica tepelnej bilancie.
Sily medzimolekulovej interakcie.
Medzimolekulové interakcie majú elektrický charakter. Medzi nimipôsobia sily príťažlivosti a odpudzovania, ktoré so zväčšovaním rýchlo klesajúvzdialenosti medzi molekulami.Pôsobia odpudivé silylen na veľmi krátke vzdialenosti.V praxi sa správanie hmoty ajeho súhrnný stavurčený tým, čo jedominantné: sily príťažlivostialebo chaotický tepelný pohyb.V pevných látkach dominujú silyinterakcie, teda onizachováva svoj tvar.
Súhrnný stav hmoty.
- schopnosť (pevné teleso) alebo neschopnosť (kvapalina, plyn, plazma) udržiavať objem a tvar,
- prítomnosť alebo neprítomnosť rádu s dlhým dosahom (pevné teleso) a rádu s krátkym dosahom (kvapalina) a ďalšie vlastnosti.
Tepelný pohyb v pevných látkach je hlavne oscilačný. Pri vysokej
teplôt, intenzívny tepelný pohyb bráni približovaniu molekúl k sebe – plynný
stave je pohyb molekúl translačný a rotačný. . V plynoch menej ako 1 % objemu
sa týka objemu samotných molekúl. Pri stredných teplotách
Molekuly sa však budú neustále pohybovať v priestore a vymieňať si miesta
vzdialenosť medzi nimi nie je oveľa väčšia ako d - kvapalina. Povaha pohybu molekúl
v kvapaline má oscilačný a translačný charakter (v okamihu, keď sú
skok do novej rovnovážnej polohy).
Tepelná expanzia tel.
Tepelný pohyb molekúl vysvetľuje fenomén tepelnej rozťažnosti telies. O
amplitúda ohrevu oscilačný pohyb molekuly sa zvyšujú, čo má za následok
zvýšenie veľkosti tela.
Lineárna expanzia pevných látok pri zahrievaní.
Lineárna rozťažnosť tuhého telesa je opísaná vzorcom: L=L0(1+at) , kde a je koeficient lineárnej rozťažnosti ~10^-5 K^-1.
Objemová tepelná rozťažnosť pevných látok a kvapalín.
Objemová rozťažnosť telies je opísaná podobným vzorcom: V = V0(1+Bt), B je koeficient objemovej rozťažnosti a B=3a.
Prechody medzi agregovanými stavmi.
Látka môže byť v pevnom, kvapalnom, plynnom skupenstve. Títo
stavy sa nazývajú súhrnné stavy hmoty. Látka sa môže pohybovať z
jeden štát do druhého. Charakteristickým znakom premeny hmoty je
možnosť existencie stabilných nehomogénnych systémov, keď látka môže
je v niekoľkých stavoch agregácie naraz. Pri popise takýchto systémov
použiť širší koncept fázy hmoty. Napríklad uhlík v pevnom stave
stav agregátu môže byť v dvoch rôznych fázach – diamant a grafit. fáza
nazývaný súhrn všetkých častí systému, ktorý pri absencii externého
dopad je fyzikálne homogénny. Ak niekoľko fáz látky pri danom
teplota a tlak existujú vo vzájomnom kontakte a zároveň hmotnosť jedného
fáza sa nezvyšuje v dôsledku poklesu druhej, potom sa hovorí o fázovej rovnováhe.
Teplo fázového prechodu.
Teplo fázového prechodu- množstvo tepla, ktoré je potrebné odovzdať látke (alebo z nej odobrať) pri rovnovážnom izobaricko-izotermickom prechode látky z jednej fázy do druhej (fázový prechod prvého druhu - var, topenie, kryštalizácia, polymorfná premena, atď.).
Pre fázové prechody druhého druhu je teplo fázovej premeny nulové.
Rovnovážny fázový prechod pri danom tlaku nastáva pri konštantnej teplote – teplote fázového prechodu. Teplo fázového prechodu sa rovná súčinu teploty fázového prechodu a rozdielu entropie v dvoch fázach, medzi ktorými dochádza k prechodu.
Fázová rovnováha.
Tepelný pohyb molekúl.
Najpresvedčivejším faktom je Brownov pohyb molekúl. Brownov pohyb molekúl potvrdzuje chaotickú povahu tepelného pohybu a závislosť intenzity tohto pohybu od teploty. Prvýkrát nepravidelný pohyb malých pevných častíc pozoroval anglický botanik R. Brown v roku 1827, pričom uvažoval o pevných časticiach suspendovaných vo vode – výtrusoch machu palice. Upozornite študentov na skutočnosť, že pohyb sporov prebieha pozdĺž priamych čiar, ktoré tvoria prerušovanú čiaru. Odvtedy sa pohyb častíc v kvapaline alebo plyne nazýva Brownov. Vykonajte štandardný demonštračný experiment „Pozorovanie Brownovho pohybu“ pomocou okrúhlej škatule s dvoma pohármi.
Zmenou teploty kvapaliny alebo plynu, napríklad jej zvýšením, možno zvýšiť intenzitu Brownovho pohybu. Brownova častica sa pohybuje pod vplyvom molekulárnych dopadov. Brownov pohyb častice sa vysvetľuje tým, že dopady molekúl kvapaliny alebo plynu na časticu sa navzájom nezrušia. Kvantitatívna teória Brownovho pohybu bola vyvinutá Albertom Einsteinom v roku 1905. Einstein ukázal, že stredná štvorec posunutia Brownovej častice je úmerná teplote média, závisí od tvaru a veľkosti častice a je priamo úmerná času pozorovania. Francúzsky fyzik J. Perrin uskutočnil sériu experimentov, ktoré kvantitatívne potvrdili teóriu Brownovho pohybu.
Výpočet počtu nárazov na stenu cievy. Uvažujme ideálny monoatomický plyn v rovnováhe v nádobe s objemom V. Vyčleňme molekuly s rýchlosťou od v do v + dv. Potom sa počet molekúl pohybujúcich sa v smere uhlov a s týmito rýchlosťami bude rovnať:
dN v,, = dN v d/4. (14.8)
Vyberme si elementárnu plochu s plochou dP., ktorú budeme brať ako súčasť steny cievy. Túto plochu za jednotku času dosiahnu molekuly uzavreté v šikmom valci so základňou dП a výškou v cos (pozri obr. 14.3). Počet priesečníkov vybranej plochy nami zvolenými molekulami (počet dopadov na stenu) za jednotku času d v,, sa bude rovnať súčinu koncentrácie molekúl a objemu tejto šikminy. valec:
d v,, = dП v cos dN v,, /V, (14.9)
kde V je objem nádoby obsahujúcej plyn.
Integračným výrazom (14.9) nad uhlami v rámci priestorového uhla 2, ktorý zodpovedá zmene uhlov a v rozsahu od 0 do /2 a od 0 do 2, dostaneme vzorec pre výpočet celkového počtu dopadov molekúl s rýchlosťami od v do v + dv na stenu.
Integráciou výrazu cez všetky rýchlosti dostaneme, že počet dopadov molekúl na stenu s plochou dP za jednotku času sa bude rovnať:
. (14.11)
Vzhľadom na definíciu priemerná rýchlosť dostaneme, že počet dopadov molekúl na stenu s jednotkovou plochou za jednotku času sa bude rovnať:
= N/V
Na určenie konštánt používaných v molekulová fyzika. Jedným z najdôležitejších a najznámejších experimentov v tejto oblasti je Perrinova práca o Avogadrovom čísle. Keďže molekuly plynu nie sú viditeľné ani cez mikroskop, v experimente boli použité oveľa väčšie Brownove častice. Tieto častice boli umiestnené do roztoku, v ktorom na ne pôsobila vztlaková sila. V tomto prípade sa gravitačná sila pôsobiaca na Brownove častice znížila, a tak sa rozloženie častíc po výške zdalo byť natiahnuté. To umožnilo pozorovať toto rozdelenie pod mikroskopom.
Jednou z ťažkostí bolo získať suspendované častice presne rovnakej veľkosti a tvaru. Perrin použil čiastočky gumy a mastichy. Potieranie gumy vo vode. Perrin dostal jasnožltú emulziu, v ktorej pri pozorovaní pod mikroskopom bolo možné rozlíšiť mnoho guľovitých granúl. Namiesto mechanického mletia Perrin ošetril aj žuvačku či mastichu liehom, ktorý tieto látky rozpustil. Keď sa takýto roztok zriedil veľkým množstvom vody, získala sa emulzia z rovnakých guľovitých zŕn ako pri mechanickom mletí gumy. Na výber zŕn presne rovnakej veľkosti Perrin podrobil častice suspendované vo vode opakovanému odstreďovaniu a týmto spôsobom získal veľmi homogénnu emulziu pozostávajúcu z guľovitých častíc s polomerom rádovo mikrometrov. Po spracovaní 1 kg gummigutu dostal Perrin po niekoľkých mesiacoch frakciu obsahujúcu niekoľko decigramov zŕn požadovanej veľkosti. S touto frakciou sa uskutočnili tu opísané experimenty.
Pri štúdiu emulzie bolo potrebné vykonať merania pri zanedbateľných výškových rozdieloch - len niekoľko stotín milimetra. Výškové rozloženie častíc sa preto študovalo pomocou mikroskopu. Veľmi tenké sklo s vyvŕtaným širokým otvorom bolo prilepené na mikroskopické sklíčko (zobrazené na obrázku). Týmto spôsobom sa získal plochý kúpeľ (kyveta Zeiss (1816-1886)), ktorého výška bola približne 100 um (0,1 mm). Do stredu kúpeľa sa umiestnila kvapka emulzie, ktorá sa ihneď sploštila krycím sklíčkom. Aby sa zabránilo odparovaniu, okraje krycieho sklíčka boli pokryté parafínom alebo lakom. Potom sa liek mohol pozorovať niekoľko dní alebo dokonca týždňov. Prípravok bol umiestnený na stolík mikroskopu opatrne nastavený v horizontálnej polohe. Šošovka mala veľmi veľké zväčšenie s malou hĺbkou ostrosti, takže naraz bolo možné vidieť iba častice vo veľmi tenkej horizontálnej vrstve s hrúbkou rádovo mikrometrov. Častice vykonávali intenzívny Brownov pohyb. Zameraním mikroskopu na konkrétne horizontálna vrstva emulzii, bolo možné spočítať počet častíc v tejto vrstve. Potom sa mikroskop zameral na ďalšiu vrstvu a opäť sa spočítal počet viditeľných Brownových častíc. Týmto spôsobom bolo možné určiť pomer koncentrácií Brownových častíc v rôznych výškach. Výškový rozdiel sa meral mikrometrickou skrutkou mikroskopu.
Teraz prejdime ku konkrétnym výpočtom. Keďže Brownove častice sú v gravitačnom poli a Archimedes, potenciálna energia takejto častice
V tomto vzorci p je hustota gumy, p je hustota kvapaliny, V je objem častice gumy. Referenčný bod pre potenciálnu energiu sa volí v spodnej časti bunky, to znamená pri h = 0. Boltzmannovo rozdelenie pre takéto pole zapíšeme v tvare
n(h) = n0e kT = n0e kT. Pripomeňme, že n je počet častíc na jednotku objemu vo výške h a n0 je počet častíc na jednotku objemu vo výške h = 0.
Počet guličiek AN viditeľných cez mikroskop vo výške h sa rovná n(h)SAh, kde S je plocha viditeľnej časti emulzie a Ah je hĺbka ostrosti mikroskopu (v Perrinovom experimente táto hodnota bola 1 μm). Potom zapíšeme pomer počtu častíc v dvoch výškach h1 a h2 takto:
AN1 = ((p-p)Vg(h2 _ h1) - exp
Výpočtom logaritmu oboch strán rovnice a vykonaním jednoduchých výpočtov získame hodnotu Boltzmannovej konštanty a potom číslo Avogadro:
k(p_p)Vg(h2 _ h1)
Pri práci v rôzne podmienky a s rôznymi emulziami získal Perrin hodnoty Avogadrovej konštanty v rozmedzí od 6,5 1023 do 7,2 1023 mol-1. Bol to jeden z priamych dôkazov molekulárno-kinetickej teórie, v platnosť ktorej v tom čase ešte všetci vedci neverili.
Priemerná energia molekúl.
Téma: Sily medzimolekulovej interakcie. Agregátne
stav hmoty. Povaha tepelného pohybu molekúl v pevnej látke,
kvapalné a plynné telesá a jej zmena so zvyšujúcou sa teplotou.
Tepelná expanzia tel. Fázové prechody. Tepelná fáza
prechody. Fázová rovnováha.
Medzimolekulové interakcie majú elektrický charakter. Medzi nimi
pôsobia sily príťažlivosti a odpudzovania, ktoré so zväčšovaním rýchlo klesajú
vzdialenosti medzi molekulami.
Odpudivé sily pôsobia len na veľmi malé vzdialenosti.
V praxi je správanie látky a jej stav agregácie determinované tým, čo je dominantné: príťažlivými silami alebo chaotickým tepelným pohybom.
Pevným látkam dominujú interakčné sily, takže si zachovávajú svoj tvar. Interakčné sily závisia od tvaru a štruktúry molekúl, takže na ich výpočet neexistuje jednotný zákon.
Ak si však predstavíme, že molekuly majú guľový tvar - všeobecný charakter závislosť interakčných síl od vzdialenosti medzi molekulami –r je znázornená na obrázku 1-a. Obrázok 1-b znázorňuje závislosť potenciálnej energie interakcie molekúl od vzdialenosti medzi nimi. V určitej vzdialenosti r0 (pre rôzne látky je to rôzne) Fattract.= Fretract. Potenciálna energia je minimálna, pri rr0 prevládajú odpudivé sily a pri rr0 je to naopak.
Obrázok 1-c znázorňuje prechod kinetickej energie molekúl na potenciálnu energiu počas ich tepelného pohybu (napríklad vibrácií). Na všetkých obrázkoch je počiatok súradníc zarovnaný so stredom jednej z molekúl. Pri približovaní sa k inej molekule sa jej kinetická energia premení na potenciálnu energiu a svoju maximálnu hodnotu dosiahne vo vzdialenosti r=d. d sa nazýva efektívny priemer molekúl (minimálna vzdialenosť, ku ktorej sa približujú stredy dvoch molekúl.
Je jasné, že efektívny priemer závisí okrem iného aj od teploty, keďže pri vyššej teplote sa molekuly môžu k sebe priblížiť.
Pri nízkych teplotách, keď je kinetická energia molekúl malá, sú priťahované blízko a usadzujú sa v určitom poradí - pevný stav agregácie.
Tepelný pohyb v pevných látkach je prevažne oscilačný. Pri vysokých teplotách intenzívny tepelný pohyb bráni približovaniu molekúl k sebe - plynné skupenstvo, pohyb molekúl je translačný a rotačný.. V plynoch pripadá menej ako 1% objemu na objem samotných molekúl. Pri stredných teplotách sa molekuly budú neustále pohybovať v priestore, vymieňať si miesta, ale vzdialenosť medzi nimi nie je oveľa väčšia ako d - kvapalina. Charakter pohybu molekúl v kvapaline je oscilačný a translačný (v momente, keď preskočia do novej rovnovážnej polohy).
Tepelný pohyb molekúl vysvetľuje fenomén tepelnej rozťažnosti telies. Pri zahrievaní sa zvyšuje amplitúda vibračného pohybu molekúl, čo vedie k zväčšeniu veľkosti telies.
Lineárna expanzia tuhého telesa je opísaná vzorcom:
l l 0 (1 t), kde je koeficient lineárnej rozťažnosti 10-5 K-1. Objemová rozťažnosť telies je opísaná podobným vzorcom: V V0 (1 t), je koeficient objemovej rozťažnosti a =3.
Látka môže byť v pevnom, kvapalnom, plynnom skupenstve. Tieto stavy sa nazývajú súhrnné stavy hmoty. Hmota sa môže meniť z jedného stavu do druhého. Charakteristickým znakom premeny látky je možnosť existencie stabilných nehomogénnych systémov, kedy sa látka môže nachádzať vo viacerých stavoch agregácie naraz.
Pri popise takýchto systémov sa používa širší koncept fázy hmoty. Napríklad uhlík v pevnom stave agregácie môže byť v dvoch rôznych fázach – diamant a grafit. Fáza je súhrn všetkých častí systému, ktorý je pri absencii vonkajšieho vplyvu fyzikálne homogénny. Ak existuje niekoľko fáz látky pri danej teplote a tlaku, ktoré sú vo vzájomnom kontakte, a zároveň sa hmotnosť jednej fázy nezvyšuje v dôsledku poklesu druhej, potom hovoríme o fázovej rovnováhe.
Prechod látky z jednej fázy do druhej sa nazýva fázový prechod. Počas fázového prechodu dochádza k náhlej (prebiehajúcej v úzkom teplotnom rozsahu) kvalitatívnej zmene vlastností látky. Tieto prechody sú sprevádzané náhlou zmenou energie, hustoty a ďalších parametrov. Existujú fázové prechody prvého a druhého rádu. Medzi fázové prechody prvého druhu patrí topenie, tuhnutie (kryštalizácia), vyparovanie, kondenzácia a sublimácia (vyparovanie z povrchu pevného telesa). Fázové prechody tohto druhu sú vždy spojené s uvoľňovaním alebo absorpciou tepla, tzv latentné teplo fázový prechod.
Počas fázových prechodov druhého druhu nedochádza k náhlej zmene energie a hustoty. Teplo fázového prechodu sa tiež rovná 0. Transformácie pri takýchto prechodoch nastávajú okamžite v celom objeme v dôsledku zmeny kryštálová mriežka pri určitej teplote, ktorá sa nazýva Curieho bod.
Zvážte prechod prvého druhu. Keď sa teleso zahrieva, ako bolo uvedené, dochádza k tepelnej expanzii tela a v dôsledku toho k zníženiu potenciálnej energie interakcie častíc. Nastáva situácia, keď pri určitej teplote vzťah medzi potenciálnou a kinetickou energiou nedokáže zabezpečiť rovnováhu starého fázového stavu a látka prechádza do novej fázy.
Topenie je prechod z kryštalického stavu do kvapalného stavu. Q=m, špecifické teplo topenia, ukazuje, koľko tepla je potrebné na prenos 1 kg pevný do kvapaliny pri teplote topenia, meranej v J / kg. Počas kryštalizácie sa uvoľnené množstvo tepla vypočíta pomocou rovnakého vzorca. K topeniu a kryštalizácii dochádza pri špecifickej teplote pre danú látku, ktorá sa nazýva teplota topenia.
Odparovanie. Molekuly v kvapaline sú viazané príťažlivými silami, ale niektoré z najrýchlejších molekúl môžu opustiť objem kvapaliny. V tomto prípade sa priemerná kinetická energia zostávajúcich molekúl zníži a kvapalina sa ochladí. Na udržanie vyparovania je potrebné dodať teplo: Q=rm, r je merné skupenské teplo vyparovania, ktoré ukazuje, koľko tepla treba vynaložiť na premenu 1 kg kvapaliny do plynného skupenstva pri konštantnej teplote.
Jednotka: J/kg. Pri kondenzácii sa uvoľňuje teplo.
Výhrevnosť paliva sa vypočíta podľa vzorca: Q=qm.
V podmienkach mechanickej a tepelnej rovnováhy sa stavy nehomogénnych systémov určujú nastavením tlaku a teploty, keďže tieto parametre sú pre každú časť systému rovnaké. Skúsenosti ukazujú, že keď sú dve fázy v rovnováhe, tlak a teplota sú vzájomne prepojené závislosťou, ktorá je krivkou fázovej rovnováhy.
Body ležiace na krivke opisujú nehomogénny systém, v ktorom sú dve fázy. Body ležiace vo vnútri oblastí opisujú homogénne stavy hmoty.
Ak sú krivky všetkých fázových rovnováh jednej látky postavené na rovine, rozdelia ju na samostatné oblasti a samy sa budú zbiehať v jednom bode, ktorý sa nazýva trojitý bod. Tento bod popisuje stav hmoty, v ktorom môžu koexistovať všetky tri fázy. Na obrázku 2 sú zostrojené diagramy stavu vody.
Prečítajte si tiež:
|
Jedným z najdôležitejších parametrov charakterizujúcich molekulu je minimálna potenciálna energia interakcie. Príťažlivé sily pôsobiace medzi molekulami majú tendenciu látku kondenzovať, t.j. približovať jej molekuly na diaľku. r 0, keď je ich potenciálna energia interakcie minimálna a rovnaká, ale tomuto prístupu bráni chaotický tepelný pohyb molekúl. Intenzita tohto pohybu je určená priemernou kinetickou energiou molekuly, ktorá je rádovo kT, kde k je Boltzmannova konštanta. Súhrnné stavy látok výrazne závisí od pomeru množstiev a kT.
Predpokladajme, že teplota uvažovaného systému molekúl je taká vysoká, že
kT>> V tomto prípade intenzívny chaotický tepelný pohyb bráni silám príťažlivosti spojiť molekuly do agregátov niekoľkých častíc, ktoré sa priblížili na diaľku r 0: počas zrážok veľká kinetická energia molekúl ľahko rozbije tieto agregáty na jednotlivé molekuly, a preto bude pravdepodobnosť vytvorenia stabilných agregátov ľubovoľne malá. Za týchto okolností budú príslušné molekuly zjavne v plynnom stave.
Ak je teplota časticového systému veľmi nízka, t.j. kT << молекулам, действующими силами притяжения, тепловое движение не может помешать приблизиться друг к другу на расстояние близкое к r 0 v konkrétnom poradí. V tomto prípade bude systém častíc v pevnom stave a malá kinetická energia tepelného pohybu prinúti molekuly robiť náhodné malé vibrácie okolo určitých rovnovážnych polôh (uzlov kryštálovej mriežky).
Nakoniec pri teplote sústavy častíc určenej z približnej rovnosti kT≈ kinetická energia tepelného pohybu molekúl, ktorej hodnota sa približne rovná potenciálnej energii príťažlivosti, nebude schopná presunúť molekulu na vzdialenosť výrazne presahujúcu r 0 Za týchto podmienok bude látka v tekutom stave agregácie.
Látka bude teda v závislosti od svojej teploty a veľkosti molekúl, z ktorých pozostáva, v plynnom, pevnom alebo kvapalnom stave.
Za normálnych podmienok je vzdialenosť medzi molekulami v plyne niekoľkonásobne väčšia (pozri príklad 1.1) ako ich veľkosť; väčšinou sa pohybujú v priamom smere bez interakcie a len oveľa menšia časť času, keď sú v tesnej vzdialenosti od iných molekúl, s nimi interagujú a menia smer ich pohybu. V plynnom stave teda pohyb molekuly vyzerá tak, ako je schematicky znázornený na obr. a.
V pevnom stave je každá molekula (atóm) látky v rovnovážnej polohe (uzol kryštálovej mriežky), v blízkosti ktorej vytvára malé vibrácie, a smer (napr. aa" na obr. 7, b) a amplitúda týchto kmitov sa náhodne mení (napríklad v smere bb") po čase oveľa dlhšom ako je perióda týchto kmitov; vibračné frekvencie molekúl vo všeobecnom prípade nie sú rovnaké. Vibrácie jednotlivej molekuly pevného telesa sú vo všeobecnosti znázornené na obr. 7, b.
Molekuly tuhej látky sú zbalené tak tesne, že vzdialenosť medzi nimi je približne rovnaká ako ich priemer, t.j. vzdialenosť r 0 na obr. 3. Je známe, že hustota kvapalného skupenstva je približne o 10 % menšia ako hustota tuhého skupenstva, pričom všetky ostatné sú rovnaké. Preto je vzdialenosť medzi molekulami kvapalného stavu o niečo väčšia r 0 Vzhľadom na to, že v kvapalnom skupenstve majú molekuly aj väčšiu kinetickú energiu tepelného pohybu, malo by sa očakávať, že na rozdiel od pevného skupenstva môžu ľahko zmeniť svoju polohu kmitavým pohybom, pričom sa pohybujú na vzdialenosť, ktorá výrazne nepresahuje priemer molekuly. Trajektória pohybu molekuly kvapaliny približne vyzerá tak, ako je schematicky znázornená na obr. 7, v. Pohyb molekuly v kvapaline teda kombinuje translačný pohyb, ku ktorému dochádza v plyne, s oscilačným pohybom, ktorý sa pozoruje v pevnej látke.
