Τι συμβαίνει με τον όγκο ενός υλικού όταν θερμαίνεται;

Γενικά, όταν θερμαίνεται ένα υλικό, ο όγκος του αυξάνεται . Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η θερμική ενέργεια προκαλεί τα μόρια μέσα στο υλικό να δονείται ταχύτερα και να μετακινούνται πιο μακριά, επεκτείνοντας το συνολικό μέγεθος του υλικού.

Εδώ είναι μια κατανομή:

* Θερμική επέκταση: Αυτή είναι η τάση της ύλης να αλλάξει ο όγκος σε απόκριση των αλλαγών θερμοκρασίας. Οι περισσότερες ουσίες επεκτείνονται όταν θερμαίνονται και συρρικνώνονται όταν ψύχονται.

* Μοριακή κίνηση: Η θερμική ενέργεια προκαλεί τα μόρια να δονείται γρηγορότερα και να μετακινούνται πιο μακριά. Αυτή η αυξημένη απόσταση μεταξύ των μορίων οδηγεί σε συνολική αύξηση του όγκου.

* καταστάσεις ύλης: Τα στερεά, τα υγρά και τα αέρια έχουν όλα τα θερμική επέκταση, αλλά ο βαθμός επέκτασης ποικίλλει ανάλογα με την κατάσταση της ύλης. Τα αέρια γενικά επεκτείνονται περισσότερο από τα υγρά και τα υγρά επεκτείνονται περισσότερο από τα στερεά.

Εξαιρέσεις:

Υπάρχουν μερικές εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα, κυρίως νερό μεταξύ 0 ° C και 4 ° C. Σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας, το νερό στην πραγματικότητα Συμβάσεις Όταν θερμαίνεται. Αυτή η ασυνήθιστη συμπεριφορά οφείλεται στη μοναδική δομή των μορίων νερού.

Πρακτικές εφαρμογές:

Η θερμική επέκταση των υλικών έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές, όπως:

* Θερμόμετρα: Τα υγρά όπως ο υδράργυρος επεκτείνονται με θερμότητα, επιτρέποντας στα θερμόμετρα να μετρήσουν τη θερμοκρασία.

* Γέφυρες και κτίρια: Οι μηχανικοί πρέπει να αντιπροσωπεύουν τη θερμική επέκταση κατά το σχεδιασμό δομών για να αποτρέψουν τις ζημιές λόγω διακυμάνσεων της θερμοκρασίας.

* Διμεταλικές λωρίδες: Αυτές οι λωρίδες είναι κατασκευασμένες από δύο διαφορετικά μέταλλα με διαφορετικά ποσοστά επέκτασης. Χρησιμοποιούνται σε θερμοστάτες και άλλες συσκευές που ανταποκρίνονται στις αλλαγές θερμοκρασίας.