Πώς και γιατί οι ουσίες αλλάζουν τον όγκο όταν αλλάζει η θερμοκρασία τους;

Πώς και γιατί οι ουσίες αλλάζουν τον όγκο με θερμοκρασία:

Ο θεμελιώδης λόγος για την αλλαγή όγκου με τη θερμοκρασία είναι η κινητική ενέργεια των μορίων.

πώς:

* Θέρμανση: Όταν θερμαίνετε μια ουσία, αυξάνετε τη μέση κινητική ενέργεια των μορίων της. Αυτό τους κάνει να κινούνται γρηγορότερα και να δονείται πιο έντονα.

* επέκταση: Η αυξημένη μοριακή κίνηση αναγκάζει τα μόρια να προωθήσουν περαιτέρω, με αποτέλεσμα την αύξηση του συνολικού όγκου της ουσίας.

* Ψύξη: Το αντίθετο συμβαίνει όταν δροσίζετε μια ουσία. Τα μόρια επιβραδύνουν και δονείται λιγότερο, προκαλώντας τους να κινούνται πιο κοντά και να μειώσουν τον όγκο.

Γιατί:

1. Διαμοριακές δυνάμεις: Η δύναμη των ελκυστικών δυνάμεων μεταξύ των μορίων παίζει ρόλο. Στα στερεά, αυτές οι δυνάμεις είναι ισχυρές, οπότε η επέκταση είναι ελάχιστη. Στα υγρά, είναι ασθενέστερα, οδηγώντας σε πιο σημαντική επέκταση. Τα αέρια έχουν πολύ αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις, με αποτέλεσμα τις μεγαλύτερες αλλαγές όγκου με τη θερμοκρασία.

2. Αλλαγές φάσης: Εάν θερμαίνετε μια ουσία αρκετά, μπορεί να αλλάξει κατάσταση (π.χ. από στερεό σε υγρό ή υγρό σε αέριο). Αυτές οι αλλαγές περιλαμβάνουν σημαντικές αλλαγές όγκου καθώς τα μόρια αναδιατάνονται και ξεπερνούν τις διαμοριακές δυνάμεις που τους κρατούν μαζί.

Παραδείγματα:

* νερό: Μια κατσαρόλα νερού στη σόμπα θα βράσει και θα δημιουργήσει ατμό, αυξάνοντας σημαντικά τον όγκο του. Αντίθετα, η κατάψυξη νερού σε πάγο προκαλεί μείωση του όγκου.

* Metal Bridge: Οι γέφυρες επεκτείνονται και συμβάλλουν με τις αλλαγές στη θερμοκρασία, γι 'αυτό οι αρθρώσεις επέκτασης είναι ενσωματωμένοι σε αυτές.

* AIR: Τα μπαλόνια αέρα επεκτείνονται όταν θερμαίνονται επειδή ο αέρας στο εσωτερικό επεκτείνεται.

Εξαιρέσεις:

* νερό: Μια μοναδική εξαίρεση είναι το νερό, το οποίο επεκτείνεται όταν παγώνει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η κρυσταλλική δομή του πάγου αναγκάζει τα μόρια του νερού να είναι πιο μακριά από ό, τι σε υγρό νερό.

* Ορισμένα υλικά: Ορισμένα υλικά, όπως οι λαστιχένιες ζώνες, μπορούν να συστέλλονται όταν θερμαίνονται λόγω σύνθετων εσωτερικών μοριακών δομών.

Συνοπτικά: Η μεταβολή του όγκου μιας ουσίας με θερμοκρασία οφείλεται κυρίως στην αυξημένη ή μειωμένη κίνηση των μορίων της, γεγονός που επηρεάζει πόσο κοντά είναι μαζί. Αυτό επηρεάζεται από τη δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων και μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές μεταβολές του όγκου κατά τη διάρκεια των μεταβάσεων φάσης.