熱膨張:説明
熱の膨張とは、温度変化に応じて体積の変化の傾向です。 物質が加熱されると、その粒子はより速く移動するため、より大きな平均分離を維持します。
分子の説明の内訳は次のとおりです。
1。分子運動: すべての物質は、常に動いている原子と分子で構成されています。この動きは、熱エネルギーまたは運動エネルギーと呼ばれます。
2。温度と運動エネルギー: 温度は、分子の平均運動エネルギーの尺度です。温度が上昇すると、分子はより速く移動し、より強く振動します。
3。分子間力: 原子と分子は、分子間力と呼ばれる魅力の力によってまとめられています。これらの力は、分子の種類と物質の状態(固体、液体、ガス)に応じて強度が異なります。
4。振動の増加による拡張: 物質が加熱されると、分子はより強く振動します。この振動の増加により、彼らは互いに強く押し出され、分子をさらに引き離します。
5。異なる状態での拡張:
* 固体: 固体の分子は密接に詰め込まれ、強い分子間力によって一緒に保持されます。加熱すると、分子はさらに振動しますが、互いに関連する位置はほぼ固定されたままです。これにより、わずかな拡張が発生します。
* 液体: 液体は、固体よりも分子間力が弱い。加熱すると、分子はより自由に移動し、それらの間の平均距離が増加します。これは、固形物よりも重要な拡張につながります。
* ガス: ガスは最も弱い分子間力を持っています。加熱すると、分子は自由に動き、互いに衝突し、容器の壁はより頻繁に、より大きな力で壁を壁に衝突させます。これにより、体積が大幅に増加します。
6。熱膨張係数: 物質が温度変化と契約する程度は、熱膨張係数によって定量化されます。この値は各材料に固有であり、温度変化にどれほど敏感であるかを反映しています。
要約すると、熱膨張は、高温での分子の運動エネルギーの増加の直接的な結果です。このエネルギーの増加は、分子間のより激しい振動とより大きな平均分離につながり、全体的な体積の増加をもたらします。
重要な注意: この一般原則にはいくつかの例外があります。たとえば、水は分子構造の変化により凍結すると拡大します。