1。物質状態の変化:
* 融解: 熱が固体に加えられると、その粒子はより速く振動します。十分な熱が加えられると、粒子は固定構造にそれらを保持する力を克服し、固体は液体に溶けます。
* 沸騰: 液体を加熱すると、粒子の動きがさらに増加します。最終的に、粒子は液体の表面から逃げてガス(蒸気)になるのに十分なエネルギーを獲得します。
* 昇華: ドライアイスのような一部の固体は、液相を通過することなく、固体からガスに直接移行できます。
* 凝縮: ガスから熱が除去されると、粒子は減速してエネルギーを失います。ガスが十分に冷却されれば、液体に凝縮します。
* 凍結: 液体から熱が除去されると、粒子は減速し、最終的には固定構造を形成するのに十分なエネルギーを失い、固体になります。
2。膨張と収縮:
* 熱膨張: ほとんどの物質は、加熱すると拡大します。粒子がより速く移動するにつれて、より多くのスペースが必要です。これが、橋に伸縮継手がある理由であり、熱気球が上昇する理由です。
* 熱収縮: 逆に、ほとんどの物質は冷却されたときに収縮します。粒子が遅いため、より少ないスペースが必要です。これが、水道管が凍結温度で破裂する理由です。
3。動きとエネルギーの変化:
* 運動エネルギー: 熱は粒子の運動エネルギーを直接増加させます。これは、彼らがより速く動き、より多くのエネルギーを持っていることを意味します。
* 温度: 温度は、粒子の平均運動エネルギーの尺度です。温度が高いということは、粒子の動きがより速いことを意味します。
* 熱伝達: 熱は、伝導(直接接触)、対流(流体の動き)、または放射(電磁波)を介して、あるオブジェクトから別のオブジェクトに移動できます。
4。化学反応:
* 反応速度: 通常、熱は化学反応を高速化します。より速い移動する粒子は、より頻繁に衝突し、より多くのエネルギーで衝突し、結合が破壊され、新しい絆を形成する可能性が高まります。
* 平衡: 熱は、可逆反応の平衡を変えることができます。吸熱反応(熱を吸収するもの)の場合、温度の上昇は前方反応を好みます。発熱反応(熱を放出するもの)の場合、温度の上昇は逆反応を好みます。
5。その他の効果:
* 位相遷移: 熱により、材料があるフェーズから別のフェーズに変化する可能性があります。たとえば、水は液体からガス(沸騰)または液体から固体(凍結)に移行できます。
* 変形: 熱は、特に高温で材料を変形させる可能性があります。これが、加熱すると金属が順応性がある理由です。
* プロパティの変更: 熱は、色、密度、電気伝導率など、材料の物理的特性を変える可能性があります。
要約すると、ヒートは物質の行動を形作る上で基本的な役割を果たします。多くの科学的および工学的アプリケーションにとって、熱が異なる物質にどのように影響するかを理解することは重要です。