温度で物質が体積を変える方法と理由:
温度のある体積変化の基本的な理由は、分子の運動エネルギーです。
方法:
* 加熱: 物質を加熱すると、分子の平均運動エネルギーが増加します。これにより、それらはより速く動き、より強く振動します。
* 拡張: 分子運動の増加により、分子がさらにバラバラになり、物質の全体容積が増加します。
* 冷却: 反対は、物質を冷やしたときに起こります。分子は減速して振動するほど少なくなり、それらを互いに近づけて体積を減らします。
理由:
1。分子間力: 分子間の引力の強さが役割を果たします。 固体では、これらの力は強いため、膨張は最小限です。液体では、それらは弱く、より大きな拡大につながります。ガスは非常に弱い分子間力を持ち、温度とともに最大の体積変化をもたらします。
2。位相の変化: 物質を十分に加熱すると、状態を変える可能性があります(たとえば、固体から液体、または液体にガスになります)。これらの変化には、分子が自分自身を再配置し、それらを一緒に保持する分子間力を克服するため、大幅な体積変化が含まれます。
例:
* 水: ストーブ上の水の鍋が沸騰して蒸気を作り、その量を大幅に増加させます。 逆に、水を氷に凍結すると、体積が減少します。
* 金属橋: 橋は温度の変化と拡大して契約するため、伸縮継手がそれらに組み込まれています。
* 空気: 内部の空気が膨張するため、加熱すると空気風船が膨張します。
例外:
* 水: ユニークな例外は、凍結すると膨張する水です。これは、氷の結晶構造が液体水よりも水分子をさらに離れて強制するためです。
* いくつかの材料: 輪ゴムのような特定の材料は、複雑な内部分子構造のために加熱すると収縮することができます。
要約: 温度のある物質の体積の変化は、主にその分子の動きの増加または減少によるものであり、それがそれらがどれだけ近いかに影響します。これは、分子間力の強度の影響を受け、相転移中に大幅な体積変化をもたらす可能性があります。