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热学是研究热现象的物理学分支。温度是物体冷热程度的量度，从微观角度看，温度反映了分子平均动能的大小。热量是热传递过程中传递的能量，单位是焦耳。内能是物体内部所有分子动能和势能的总和。当温度升高时，分子运动更加剧烈，平均动能增大。
分子动理论揭示了物质的微观结构。第一，物质由大量分子组成，分子间存在空隙。第二，分子永不停息地做无规则热运动。第三，分子间存在相互作用力，包括引力和斥力。当分子间距离很小时，斥力占主导；距离较大时，引力占主导。布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，证明了分子运动的存在。