【Conversas sobre Física】As moléculas de gás estão em constante movimento térmico

Movimento browniano. O universo não pode ser considerado como sendo composto de moléculas, certo? Não é composto por partículas como átomos, fótons, nêutrons, além de matéria escura e energia escura?

As moléculas são compostas por átomos. Os átomos, por sua vez, são compostos por um núcleo atômico e elétrons que se encontram fora do núcleo. O núcleo atômico é composto por prótons e nêutrons

Não é suficientemente preciso. O núcleo atômico pode conter apenas prótons (H11, hidrogênio)

　O zero absoluto é a temperatura mais baixa da termodinâmica, mas é apenas um limite teórico. A unidade de medida da escala termodinâmica é o kelvin (K). O zero absoluto é o ponto zero definido pela escala de temperatura em kelvins (também chamada de escala Kelvin, denotada por K). 0 K é aproximadamente igual a -273,15 graus Celsius. Ou seja, é 0 kelvins. Nessa temperatura, as moléculas dos objetos não possuem energia cinética, mas sua energia potencial não é zero. Portanto, a energia interna do objeto também não é zero nessa condição. A temperatura de uma substância depende da energia cinética de seus átomos, moléculas e outras partículas internas. De acordo com a distribuição de Maxwell-Boltzmann, quanto maior a energia cinética das partículas, maior é a temperatura da matéria. Teoricamente, se a energia cinética das partículas atingir o valor mínimo previsto pela mecânica quântica, a matéria alcançará o zero absoluto, não podendo ficar mais baixa do que isso. No entanto, o zero absoluto é a temperatura mais baixa que é impossível alcançar; as temperaturas na natureza só podem se aproximar dele de maneira infinita. Se isso acontecer, então todas as coisas chegarão à forma mais baixa de movimento. Porque em qualquer espaço existem necessariamente energia e calor, que se transformam constantemente um no outro, sem desaparecerem. Portanto, o zero absoluto não existe, a menos que esse espaço não contenha nenhuma energia ou calor desde o início. Em zero absoluto, átomos e moléculas possuem a menor energia permitida pela teoria quântica. 　　O zero absoluto é obtido por meio de uma extensão dos princípios que regem os gases ideais (ou seja, a equação de estado dos gases ideais: pV = mRT/M = mrT, onde R = M/V). Dessa maneira, quando a temperatura cai para -273,15°C, o volume do gás diminuirá até zero. Se considerarmos a teoria do movimento molecular, a energia cinética média de translação das moléculas de um gás ideal é determinada pela temperatura T. Portanto, pode-se dizer que o zero absoluto é a “temperatura em que as moléculas de um gás ideal param de se mover”. Ambas as afirmações acima são apenas raciocínios ideais. Na verdade, todos os gases reais, quando a temperatura se aproxima de -273,15°C, apresentam características quânticas significativas. Nesse ponto, o gás já se encontra em estado líquido ou sólido. Em resumo, o movimento das moléculas de gás não segue mais as leis estatísticas termodinâmicas da física clássica. Por meio de numerosos experimentos e de formulações teóricas ajustadas com base na mecânica quântica, constatou-se que, perto do zero absoluto, a energia cinética das moléculas tende a um valor fixo. Esse valor extremo é chamado de energia de ponto zero. Isso mostra que, no zero absoluto, a energia das moléculas não é zero, mas sim possui um valor muito pequeno. Isso acontece porque todas as partículas estão no estado de energia mais baixo possível, ou seja, todas elas estão no estado fundamental.

......Dudou tem a resposta.......

Aprendi que as moléculas de gás estão em constante movimento térmico, e a energia desse movimento provém de uma fonte de calor. A temperatura na natureza só pode se aproximar infinitamente do zero absoluto. O zero absoluto não existe. Mesmo no zero absoluto, a energia das moléculas não é nula; ela possui um valor muito pequeno.

De acordo com o princípio dos buracos negros, nem mesmo as moléculas em zero absoluto se movem. Será que os buracos negros só podem abrigar fótons?