* 熱膨張: 物質を加熱すると、その粒子は運動エネルギーを獲得し、より活発に振動します。この振動の増加により、粒子間の平均距離が増加し、物質が体積が拡大します。
* 密度: 密度は、単位体積あたりの質量(ρ=m/v)として定義されます。通常、質量は加熱中は一定であるため、体積の増加は密度の減少につながります。
キーポイント:
* 例外: 0°Cから4°Cの間の水のような一部の物質は、水分子のユニークな構造により温度とともに密度が上昇する異常な挙動を示します。
* 圧力と密度: 圧力は密度にも影響します。圧力の増加により、粒子が密着し、密度が高くなります。
* 位相の変化: 物質が相変化(例えば、固体から液体、または液体、ガス)を受けると、分子間間隔の劇的な変化のために密度が大幅に変化します。
要約:
ほとんどの物質の温度が上昇すると密度の低下は、主に粒子振動の増加によって引き起こされる体積の拡大によるものです。この膨張は、同じ量の質量が大量に広がるため、密度が低くなります。