¿Es la temperatura la velocidad de los electrones?

En la escuela secundaria (que creo que fue hace unos 10 años), recuerdo que me enseñaron que la temperatura de un átomo es básicamente la velocidad de los electrones que giran alrededor del núcleo, lo que tenía sentido: menor temperatura, menor velocidad, por lo que la materia es mejor en mantenerse unido (ser sólido).

Realmente no sé si esto fue conocimiento obsoleto o simplificación (o no recuerdo correctamente), pero mi pregunta es:

¿Qué tan cierto es que la temperatura está definida por la velocidad de los electrones y, por lo tanto, cuanto más baja es la temperatura, más lentos giran los electrones alrededor del núcleo?

Respuestas (2)

En un orbital dado, el movimiento de los electrones no tiene nada que ver con la temperatura.

Los átomos tienen una variedad de estados electrónicos y, a temperaturas más altas, es más probable que se llenen los estados de mayor energía.

La temperatura, sin embargo, está más comúnmente determinada por el movimiento de traslación del núcleo de los átomos. Dejar v Sea la velocidad de un núcleo de un átomo en un gas. Dejar ⟨ v 2 ⟩ Sea la velocidad cuadrada promedio de esos núcleos. La temperatura y la energía media del movimiento de traslación en un gas están relacionadas de la siguiente manera:

3 2 k T = 1 2 metro ⟨ v 2 ⟩
dónde k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura y metro es la masa del átomo.

Los electrones en los orbitales no tienen una distribución de velocidad. Esa es una peligrosa tontería semiclásica que uno nunca debería propagar. Tu fórmula para la energía cinética promedio de las moléculas de un gas ideal es incorrecta.
Solo para ver si estamos en la misma página, ¿permitiría que la función de onda orbital defina una distribución de posición?
No, pero este no es el lugar para darte una lección de mecánica cuántica.
Las funciones de onda definen distribuciones de probabilidad para la posición. En mecánica cuántica, esto se llama la regla de nacimiento . También puedes leer sobre esto aquí . Aquí se muestran imágenes de, por ejemplo, distribuciones de probabilidad espacial para el átomo de hidrógeno .
La regla de Born te da una distribución para una medida, no te da una distribución para la posición de un electrón (o cualquier otra partícula). Esa es una diferencia fina pero muy importante entre la física clásica y la mecánica cuántica. Para medir una posición, debe intercambiar cuantos reales con el átomo, mientras que no existe tal intercambio para el átomo no medido. Lo sé, no enseñamos estas cosas bien en las clases para principiantes y en la literatura para laicos... pero deberíamos. Elimine su primera oración y corrija su fórmula y me retractaré del voto negativo. ¿Justo?
Pido disculpas por hablar en forma abreviada: tiene razón en que es una distribución por un valor medido. Respuesta actualizada.
Para ser honesto, no entiendo completamente esta respuesta, pero supongo que es correcta.
@MaurycyZarzycki Esta pregunta es compleja: toca la mecánica cuántica y la mecánica estadística. Sin embargo, si hay algún punto que desea que intente aclarar, solo pregunte.
Supongo que la respuesta más básica y correcta a mi pregunta es "No, eso no es cierto". Sin embargo, ahora tengo curiosidad: ¿cuál es la diferencia entre un átomo de hidrógeno de temperatura 10K y 100K? ¿Cómo se "almacena" la energía de la temperatura más alta?
A 10K y presión normal, el hidrógeno es un líquido. Cuando lo calientas a 100K, la energía va principalmente a tres lugares. El primero es el calor de evaporación (la energía necesaria para separar las moléculas) para que pueda convertirse en gas. El segundo es el movimiento de traslación aleatorio de las moléculas. El tercero es la rotación aleatoria de las moléculas.
-1 Por la respuesta incorrecta y el enfoque extraño en el gas mientras que la pregunta no lo menciona.

me parece que una temperatura baja haría que la energía se disipara de la órbita del electrón. Más importante aún, esto haría que la órbita del electrón disminuyera su distancia desde el núcleo del protón/núcleo. haciendo que el electrón se mueva más rápidamente alrededor del núcleo. esta es la verdadera razón de la Expansión Térmica. Me parece muy improbable que haya alguna vez una distancia entre los electrones como se indica en tantos. Entiendo que las comunidades científicas desean tener razón. pero, todo lo que leo sobre el átomo, me hace pensar que nadie realmente tiene una comprensión de la física real. Una última cosa. El choque electrostático se ha atribuido a la falta de humedad durante demasiado tiempo. Si los electrones se mueven más rápido en temperaturas más frías, entonces me parece que esta es la razón de la ESD en ambientes más fríos.

¡Bienvenido a Stack Exchange! Tenga en cuenta que aquí nos ocupamos de la física convencional , lo que significa que estamos buscando respuestas que sean ampliamente aceptadas por la comunidad científica.
¿Es la temperatura la velocidad de los electrones?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v