Temperatur
und Teilchenbewegung
Alle Stoffe bestehen aus Teilchen (Atomen, Molekülen), die sich mehr
oder weniger heftig bewegen. Wie heftig sich die Teilchen eines Stoffes
bewegen, hängt von der Art des Stoffes, vom Aggregatzustand und vor
allem von der Temperatur ab. Allgemein gilt:
Je höher die Temperatur eines Körpers ist, desto heftiger bewegen sich die Teilchen des Stoffes, aus dem der Körper besteht.
Bei Verringerung der Temperatur bewegen sich die Teilchen
weniger heftig und bei sehr tiefen Temperaturen kaum noch. Die tiefstmögliche
Temperatur ist diejenige, bei der sich die Teilchen nicht mehr bewegen.
Diese Temperatur wird als absoluter Nullpunkt bezeichnet. Er beträgt
0 K oder -273,15 °C. Dieser absolute
Nullpunkt ist zugleich Ausgangspunkt für die Kelvin-Skala, die
von dem englischen Naturforscher LORD KELVIN (1834-1907) entwickelt wurde.
Den absoluten Nullpunkt fand KELVIN durch theoretische Überlegungen
zum Zusammenhang zwischen Temperatur
und Teilchenbewegung. Experimentell ist es inzwischen gelungen, Temperaturen
nahe dem absoluten Nullpunkt im Labor zu erzeugen.
Temperatur und kinetische Energie der
Teilchen
Für das ideale Gas lassen sich die Zusammenhänge zwischen Temperatur
und Teilchenbewegung auch in Form einer Gleichung erfassen.
Für das ideale Gas gilt die Grundgleichung
der kinetischen Gastheorie in der Form:
Zugleich gilt auch die Zustandsgleichung
für das ideale Gas in der Form:
Setzt man die rechten Seiten von Gleichung (1) und (2) gleich, so erhält
man:
Das bedeutet:
Die absolute Temperatur eines Körpers
ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie seiner Teilchen.
Es gilt 
Mit Verringerung der absoluten Temperatur verringert
sich auch die Beweglichkeit der Atome bzw. Moleküle. Beim absoluten
Nullpunkt (T = 0) ist die kinetische
Energie der Teilchen null.
Die genannten Zusammenhänge gelten auch für ein zweiatomiges
Gas, da für ein solches Gas bei Gleichung (3) lediglich der Faktor
3/2 durch den Faktor 5/2 ersetzt werden muss.
Temperatur und
Geschwindigkeit der Teilchen
Für ein ideales Gas gilt für den Zusammenhang zwischen kinetischer
Energie und Geschwindigkeit der Teilchen:
Setzt man die rechte Seite dieser Gleichung mit der rechten Seite der
oben genannten Gleichung (3) gleich, so erhält man:
Das bedeutet:
Die absolute Temperatur eines Körpers
ist ein Maß für das mittlere Geschwindigkeitsquadrat seiner
Teilchen. Es gilt: 
Je schneller sich die Teilchen im Mittel bewegen, desto höher ist
die absolute Temperatur.