Millest koosnevad ained?

Soojuse ja temperatuuri olemusse süvenemise jaoks on vaja teada, millest ained koosnevad. Kõik ained koosnevad väikestest aineosakestest: molekulidest ja molekulid omakorda aatomitest. Keemias öeldakse, et ained koosnevad keemilistest elementidest, mis moodustavad keemilisi ühendeid. Puhtal ainel on kindel koostis ja omadused. Ümbritsevas maailmas on aga raske leida täiesti puhtaid aineid. Tavaliselt puutume igapäevaelus kokku erinevate ainete segude ja materjalidega: näiteks õhk on gaaside segu ning 10-sendiline on metallide sulam.

Vee molekulid (autor: Ly Sõõrd)

Füüsikas ei huvita meid, missuguseid ained millega reageerivad ning kuidas teatud ainetest teisi aineid või materjale saada. Samas on füüsikas väga oluline mõista füüsikalisi nähtusi mikromaailma st molekulide ja aatomite tasemel, et aru saada tavaliste nähtuste tekkepõhjustest. Need nähtused, mis toimuvad aineosakeste tasemel, mõjutavad väga palju neid füüsikanähtusi, mida me saame otseselt vaadelda või mõõta. Inimene ei tunneta oma meeltega, et ained koosnevad väikestest osakestest, sest molekulid ja aatomid on niivõrd väiksed.

Kaks olulist asja molekulide ja aatomite juures, mida peab teadma ning millest lähtuvalt saame hakata seletama soojusnähtusi mikrotasandil:

  1. Molekulid ja aatomid on pidevas liikumises ning see liikumine on kaootiline - see tähendab, et liikumine toimub ebakorrapäraselt, erinevates suundades. See on umbes nii, nagu klassitäis esimese klassi õpilasi jookseks ruumis sihitult ringi.
  2. Molekulide ja aatomite vahel eksisteerivad teatud jõud: kui molekulid või aatomid on üksteisele lähedal, siis on nende vahel tõmbejõud, mis hoiavad neid üksteise lähedal - umbes nagu magnetkuulikesed. Kui aga molekulid (või aatomid) on üksteisest kaugemal, siis need tõmbejõud on nõrgad ja ei hoia molekule koos. Kui aga kaks molekuli või aatomit suurel kiirusel üksteisega kokku põrkavad, siis mõjuvad nende vahel tõukejõud - nagu kaks piljardikuuli põrkuksid.