* 運動エネルギーと温度: 温度は、物質内の分子の平均運動エネルギーの尺度です。温度が高いほど、分子は動き、振動します。
* 分子間隔: より高い温度では、分子はより多くの運動エネルギーを持ち、より活発に動き、より頻繁に衝突します。これにより、分子間の平均間隔が大きくなります。
* 冷却と収縮: 物質が冷めると、分子が減速し、振動が減少し、衝突が少なくなります。この運動エネルギーの減少により、分子が近づくことができ、その結果、体積が減少します - 物質収縮が生じます。
例外:
* 水: ほとんどの物質は冷却すると収縮しますが、水は0°Cから4°Cの間で異常に動作します。この範囲では、水が冷めるにつれて水が膨張します。これは、温度が低下するにつれて変化する水分子のユニークな水素結合構造によるものです。
* 位相の変化: 私たちが通常見る収縮は、物質の特定の段階(固体、液体、ガス)内です。物質が位相を変化させると(たとえば、液体水から固体氷など)、体積の変化はより重要であり、膨張を伴う可能性があります。
要約: 物質を冷却すると、分子の運動エネルギーが減少し、それらが互いに近づき、収縮を引き起こします。これはほとんどの物質に適用されますが、特定の温度範囲の水などの例外があります。