Gælder begrebet temperatur for et enkelt molekyle?

* Temperatur er en makroskopisk egenskab: Temperaturen er et mål for den gennemsnitlige kinetiske energi for partiklerne i et system. Dette betyder, at det beskriver den kollektive bevægelse af mange partikler, ikke kun en.

* enkeltmolekyler har kinetisk energi: Mens et enkelt molekyle kan have kinetisk energi, har det ikke en temperatur på samme måde som et makroskopisk system gør.

* udsving i kinetisk energi: Et enkelt molekyls kinetiske energi svinger konstant på grund af kollisioner og interaktioner med dens omgivelser. Disse udsving er for hurtige og tilfældige til at definere en konsekvent "temperatur" for selve molekylet.

Analogi: Forestil dig, at du har en enkelt mønt. Du kan vende det, og det vil lande hoveder eller haler. Kan du tildele en "sandsynlighed" til denne enkelt flip? Ikke rigtig. Sandsynlighed er et mål for sandsynligheden for en begivenhed, der forekommer i mange forsøg (flips). Tilsvarende er temperaturen et mål for den gennemsnitlige energi for mange molekyler, ikke en enkelt.

Vi kan dog tale om "temperaturen" på et enkelt molekyle i en bestemt kontekst:

* Statistisk mekanik: Inden for statistisk mekanik kan vi bruge Boltzmann -distributionen til at beregne sandsynligheden for, at et enkelt molekyle har en bestemt energi. Denne sandsynlighedsfordeling kan bruges til at definere en "temperatur" for molekylet, men den beskrives mere nøjagtigt som dens "energitilstand" snarere end dens temperatur.

Konklusion: Mens et enkelt molekyle har kinetisk energi, kan vi ikke tildele en temperatur til den i traditionel forstand. Temperatur er en makroskopisk egenskab, der beskriver den gennemsnitlige energi for mange partikler. Vi kan dog bruge statistisk mekanik til at beskrive sandsynligheden for, at et enkelt molekyle har en bestemt energi, som kan relateres til en "temperatur" i en bestemt kontekst.