Rörelser på molekylnivå

En skidåkare som glider fram i skidspåret, en rymdfärja på väg till månen, vatten som forsar ner för ett vattenfall, en fotboll som flyger rakt mot vänstra krysset eller en kemibok som färdas mot väggen efter att du för femtioelfte gången misslyckats med att lösa en uppgift. Alla är de exempel på föremål i rörelse och som – beroende på sin fart och massa – har en viss mängd rörelseenergi.

Men faktum är att även föremål i som vid första anblicken är helt stilla – en rymdfärja på uppskjutningsplatsen, vatten upphällt i ett glas, en fotboll placerad på straffpunkten – faktiskt är fulla av rörelse. I alla fall om vi går ner på molekylnivå…

Ta vattnet i glaset till exempel. Även om det ser ut att ligga stilla är vattenmolekylerna i full rörelse. De vibrerar, krockar med varandra och snurrar runt. Samma sak är det med luftmolekylerna inne i fotbollen, som är ännu rörligare. Också metallatomerna i rymdfärjans skrov och plastmolekylerna i fotbollen rör på sig, även om de är lite mer stillsamma av sig och bara vibrerar.

Så här är det med all materia – partiklarna (oftast molekylerna) som den byggs upp av är i ständig rörelse. Summan av partiklarnas rörelseenergi kallas för termisk energi eller värmeenergi. Och det är inte så konstigt, eftersom partiklarnas rörelseenergi är tätt sammankopplat med ämnets temperatur.

Ju högre temperatur, desto mer och snabbare rör sig nämligen partiklarna. Motsatsen gäller förstås också – ju lägre temperatur något har, desto mindre och långsammare rör sig partiklarna. Man kan även uttrycka det som att temperaturen är ett mått på partiklarnas genomsnittliga rörelseenergi.

Tillbaks till vattnet i glaset. Om vi sätter in det i kylskåpet ett tag minskar molekylernas rörelseenergi och temperatur. Sätter vi det däremot det i en varm ugn kommer rörelseenergin och temperaturen öka.

Hur hög partiklarnas rörelseenergi (och därmed temperatur) kan bli finns det ingen säkert fastställd gräns på. Men det finns en på hur låg den (teoretiskt) kan bli. Rörelseenergin hos partiklarna kan ju bara bli som minst 0 joule, vilket innebär att de är helt stilla och då är även temperaturen så låg som den kan bli. Denna absolut lägsta temperatur som något kan ha kallas för den absoluta nollpunkten och ligger på ungefär −273,15 °C.

Man har dock aldrig uppmätt en riktigt så låg temperatur. Ute i rymden, mellan alla stjärnor, planeter och andra himlakroppar är temperaturen ungefär tre grader över absoluta nollpunkten. Det är extremt kallt, men man har lyckats komma ännu närmre i laboratorium här på jorden – bara några hundratusendelars grader ifrån!

Mest logiskt vore förstås om den lägsta möjliga temperaturen hade värdet 0. Därför har man infört en speciell temperaturskala, som används inom vetenskapen, där den absoluta nollpunkten är placerad på 0 K (noll kelvin).


Artikeln skriven av Oskar Henriksson. Lämna feedback / ställ en fråga.
Publicerad 4 januari 2011. Senast uppdaterad 22 januari 2015.

Kommentarer är stängda