Tartalom
Az tágulás és összehúzódásszilárd elem hatására előállítható forró (amikor az elem tágulása bekövetkezik) és az hideg (összehúzódás).
Hirtelen hőmérséklet-változás (emelkedés) esetén az elemek többsége kitágul. Amikor ez a hőmérséklet csökken, az elemek összehúzódnak.
Fontos azonban egy alapvető tisztázás: amikor a szilárd anyagok a hő hatására kitágulnak, ez nem jelenti azt, hogy növekedne a térfogata. Az történik, hogy nő a molekula és a molekula közötti távolság, ami az elemnek a terjeszkedés. Is terjeszkedés (vagy tágulás) jelentős erőt fejt ki.
A szilárd anyagok ezen állapotát fontos figyelembe venni, különösen a hídszerkezeteknél, mivel bebizonyosodott, hogy egy 50 méteres fém híd, amely rövid idő alatt 0 ° C és 15 ° C között mozog, akár 12 centiméterre is kitágulhat.
Mindazonáltal nem minden szilárd anyag terjeszkedik ugyanúgy és azonos hőmérsékleten. Például az alumínium kétszer nagyobb mértékben tágul, mint a vasfém.
Mi történik a szilárd anyag belsejében?
A hőmérséklet emelkedésével az történik, hogy a részecskék belső energiája növekszik, és ezek keverési foka nő.
Más szavakkal, az történik, hogy minden részecske elkezdődik "rezegni " és elválik a részecskétől, amely oldalán van, ily módon az elem tágulása következik be.
Amikor a hő leereszkedik, a részecskék csökkentik a belső energiát, és apránként közelebb kerülnek, amíg ismét egymás mellett vannak.
Példák hőtágulásra és összehúzódásra
- Amikor egy tálat a hűtőszekrénybe teszünk és kivesszük. A hideg eltávolítása érdekében a tartály széléről ugyanazt a hermetikus tartályt kell forró vízbe meríteni, ily módon a műanyag kitágul, lehetővé téve a tartalom kibontását a belsejéből.
- Víz. Hevítve (forralva) a molekulák kitágulnak, lehűlve összehúzódnak és fagyáskor a vízmolekulák tömörödnek.
- Vas. Ez a fém szilárd állapotban található meg a természetben, vagyis molekulái közelebb vannak egymáshoz. A hő hatására azonban ez a fém kitágul (kiterjed) és a vas válik olvadt vas. Ugyanez vonatkozik más fémekre, például alumíniumra, higanyra, ólomra stb.
- Rágógumi. Ha a rágógumi magas hőmérsékleten van, megolvad. Ez egy forró napon látható. Majd ha ezt a gumit hűtőbe tesszük, összehúzódik és megkeményedik.
- A test izmait egy nagyon alacsony légköri hőmérsékletű napon. Emiatt néhány embernek fáj az izma az aerob edzés után vagy nagyon forró napokon, majd nagyon megfázik. Aki ezt szabályozza, az testünk folyadék (vize). De a fájdalom fokozódik, ha a test kiszárad.
- Víz szénsavas a fagyasztóban.
- Fűrészáru. Nagyon forró nap kitágul. Ezután, amikor a hőmérséklet csökken, ismét összehúzódva zaj keletkezik.
- Vasúti sínek. Ezek úgy vannak megépítve, hogy egy bizonyos távolság kissé el van választva. Ezután kátrányt tesznek erre a helyre, hogy a fém nagyon forró napokon tágulni tudjon, majd a hőmérséklet csökkenésével ismét összehúzódik.
- Üveg. Ha egy pohár közönséges poharat teszünk és forrásban lévő vizet adunk hozzá, akkor az üveg belseje kitágul, míg a külseje hideg. Ennek következtében az üveg eltörik.
- A hőmérő. Ez folyékony higanyból áll. Mivel a folyékony elemekben a részecskék viszonylag távol vannak egymástól, a higany, ha hőnek (például testláznak) van kitéve, a higany felemelkedik a hőmérőn, mivel folyékonyabbá vált.
