ボリューム:
* 一般的に増加します: 物質を加熱すると、その粒子は運動エネルギーを獲得し、より速く動きます。この増加した動きにより、それらはさらに離れて広がり、量が拡大します。
* 例外: 0°Cから4°Cの間の水など、いくつかの例外があります。この温度範囲では、水の量は実際に加熱すると *減少します *。これは、水分子のユニークな構造によるものです。
密度:
* 一般的に減少: 密度は、単位体積あたりの質量として定義されます。 容積は加熱(一般的に)に伴い、質量は同じままであるため、密度は減少します。
* 例外: ボリュームと同様に、水は再び例外を示します。 0°Cから4°Cの間で、その体積が縮小するため、加熱時に水の密度が増加します。
キーポイント:
* 熱膨張: これは、加熱時の体積増加の一般的な原則です。ほとんどの物質はこの動作を示します。
* 例外: ほとんどの物質は暖房時に拡大しますが、上記の温度範囲の水など、例外があります。これらの例外は、特定の分子構造と相互作用によるものです。
* 密度の変化: 密度は質量を体積で割っているため、体積の変化は密度に直接影響します。
例:
空気で満たされた風船を想像してみてください。風船内で空気を加熱すると、空気粒子がより速く移動し、バルーンの壁に押し付けられ、膨張します(体積の増加)。 空気の質量は同じままであるため、風船内の空気の密度が減少します。