В стакане воды, помимо обнаруженного микромира живых организмов, содержится огромное количество чрезвычайно малых по размеру частиц - молекул, которые к тому же находятся в непрерывном, беспорядочном движении.
Это движение носит название теплового движения молекул, так как температура тела определяется интенсивностью движения молекул, т. е. их средней скоростью движения.
При этом следует учесть, что отдельная молекула проходит по прямой линии лишь очень короткие расстояния, в среднем порядка нескольких тысячных долей миллиметра, после чего она сталкивается с другой молекулой; ее скорость и направление как-то меняются, затем она снова движется по прямой, снова сталкивается и т. д.
Молекулы воды как бы беспорядочно мечутся в относительно небольшом объеме. Косвенное представление об этом движении мы имели при знакомстве с броуновским движением, при помощи которого легко подтверждается связь этого движения с температурой жидкости: чем выше температура, тем интенсивнее становится броуновское движение.
Поверхность воды в стакане нам кажется спокойной потому, что мы не видим отдельных молекул, хотя некоторые из них при благоприятном направлении движения и достаточной скорости могут даже преодолеть взаимное притяжение и вырваться в окружающий воздух.
По мере нагревания воды и увеличения скорости движения ее молекул последние все в большем количестве начнут вырываться в окружающую среду, пока не достигнут так называемой температуры кипения воды (100° С), когда начинается видимое на глаз энергичное выделение молекул из толщи воды в виде пузырьков пара, который является той же водой, но в газообразном состоянии, при котором молекулы воды (водяного пара) находятся на значительно большем расстоянии друг от друга, чем в жидкости (в воде) и имеют большую свободу движения и реже сталкиваются друг с другом. Так, вода в нашем стакане занимает объем около 0,2 л, а образованный из нее пар займет объем около 334 л, т. е. в 1670 раз больше.
С другой стороны, по мере понижения температуры происходит сжимание тел и уменьшение скорости движения молекул, пока, наконец, при определенной для каждого вещества температуре происходит переход тела из жидкого в твердое состояние, при котором движение молекул весьма ограничено и сводится к незначительным колебаниям около какого-то определенного взаимного их расположения, что позволяет твердому телу иметь определенную форму, кристаллическое строение.