Termisk rörelse hänvisar till slumpmässiga rörelser av molekyler, atomer, elektroner eller andra subatomära partiklar. Till skillnad från den synliga världen runt omkring oss är atomvärlden i ett konstant rörelsetillstånd vid alla temperaturer över absolut noll. Partiklarnas termiska rörelse stiger med temperaturen hos dessa partiklar och styrs av termodynamikens lagar.
Studiet av termisk rörelse är studiet av partiklars slumpmässiga rörelse. Molekyler, atomer och subatomära partiklar beter sig inte på ett förutsägbart sätt. Till skillnad från världen vi ser är dessa små bitar av materia nästan alltid i konstant rörelse och följer inte samma regler som de större kropparna de utgör. Elektroner, till exempel, finns i orbitaler runt en atoms kärna. Även om den exakta platsen och rörelsen för en elektron inte kan bestämmas, finns det en sannolikhet att de kommer att röra sig inom ett visst utrymme, känt som en orbital.
Atompartiklar förblir i konstant rörelse vid alla temperaturer över absolut noll. Absolut noll, även kallad 0 grader Kelvin, är lika med -459.67°F (-273.15°C). Detta är den lägsta temperaturen som finns eftersom den motsvarar den temperatur vid vilken atompartiklar upphör att röra sig.
En partikels termiska rörelse är relaterad till partikelns temperatur. Partiklar vid högre temperaturer uppvisar större rörelse än de vid lägre temperaturer. Detta gäller partiklar i alla tillstånd av materia, inklusive gas, flytande, fast och plasma. Även om atomerna i ett fast ämne är närmare varandra än atomerna i en vätska eller en gas, finns det fortfarande utrymme för atomerna att röra sig.
Atompartiklarnas termiska rörelse beskrevs först av fysikern Robert Brown. När han tittade på en liten partikel, som ett pollenkorn eller en dammbit under ett mikroskop, märkte Brown att partikeln verkade vara i ett konstant tillstånd av rörelse eller agitation. Atomernas rörelse runt en liten partikel får atomerna att stöta in i den. Detta gör att den större partikeln rör sig slumpmässigt, precis som atompartiklarna gör. Denna typ av rörelse kallas Brownsk rörelse.
Termisk rörelse studeras genom termodynamik, som har en uppsättning lagar som styr partiklars slumpmässiga rörelse. Den första lagen säger att materia och energi alltid är bevarade. Den andra, något paradoxalt nog, säger att en återgång till ett tidigare energitillstånd är omöjligt eftersom en del energi flyr från systemet och aldrig kan användas igen. Den tredje säger att absolut noll inte kan uppnås. Enkelt uttryckt betyder dessa lagar att rörelsen är en slumpmässig rörelse som aldrig tar slut och alltid förändras.