なぜ熱をかけると分子の運動が激しくなるのですか。

質問

熱をかけると分子が激しく運動するようになるというのは電子が関係していることなのでしょうか。

回答No.4

yokkun831 · ベストアンサー

>固有振動数と共鳴のような関係なのでしょうか。

まさしくその通りですね。
マイクロ波の振動数は、水分子の回転の固有振動数に一致し、
赤外線領域の振動数は、水分子内のO-H結合角の固有振動数に一致し、
可視光～紫外線領域の振動数は、電子の励起の固有振動数に一致するわけです。ちょっとイメージの異なる電子の励起を含めて、すべて共鳴現象と考えてよいと思います。

お礼

勉強する時のイメージが少しできたような感じがしています。ご丁寧にご教示ありがとうございました。

回答No.3

yokkun831

>輻射の場合でも同じことなのでしょうか。

輻射としての熱伝播は赤外線が顕著ですが，赤外線の場合は主として分子構造に作用して，分子内の原子配置を振動させる作用があるようですね。また，可視光線以下の短い波長になると原子・分子内の電子をゆりうごかします（励起）。いずれにせよ，電子も含めて原子・分子の元気のよさ＝エネルギーになるわけです。

補足

固有振動数と共鳴のような関係なのでしょうか。

回答No.2

noname#160321

すいません、定義が逆です。
分子が激しく運動している状態を「温度が高い」と定義します。

お礼

定義の問題でしょうか。勉強させていただきます。ご解答ありがとうございます。

回答No.1

yokkun831

「温度」とは何か？　ということを理解するとすっきりすると思います。

水銀温度計やアルコール温度計ではかっているのは、温度によって変化する液体の体積です。では、そもそも温度とは何なのでしょうか？

ミクロの目で見ると、温度が高いと（電子も含めて）原子・分子の運動が激しくなることが知られています。それが、固体・液体・気体の状態変化をもたらすこともご存じですね？

温度とは、「原子・分子の元気のよさ」のことなのです。ですから、温度が高くなると原子・分子の熱運動が激しくなるのではなく、熱運動が激しくなった状態を温度が高いというわけです。

では、「熱」とは何でしょうか？　ミクロの目で見ると、原子・分子の熱運動は、相互の衝突を通じて伝わっていきます。「原子・分子の元気のよさ」がある物体から他の物体に伝わることを「熱が移動した」といっているわけですね。原子・分子の元気のよさが伝わるような状態に物体をおく（温度の高い物体に接触させるなど）ことを熱を加えるといっているのです。

「熱を加えると分子が激しく運動するようになる」のではなく、
ミクロの目で見て、
「分子が激しく運動するようになる」状態におくことを
「熱を加える」と私たちは表現しているということです。

補足

輻射の場合でも同じことなのでしょうか。