為什么物體會熱脹冷縮
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小濤濤2
為什么
說到熱脹冷縮,詳細大家都有所了解,我們在中學的時候都有學到過,物體都遵循著熱脹冷縮的原,物體遇到熱就會膨脹變大,而遇到溫度低的東西就會縮小,那么為什么會出現這種性質呢?熱脹冷縮的原是什么呢?一起來了解一下吧。
熱脹冷縮是物體的一種基本性質,即受熱以后物體的體積會膨脹,冷卻時其體積會縮小。世界上大多數物體都具有這種性質。
物質是原子組成的,原子在時刻不停地運動著,運動的速度會隨溫度改變,這是物體熱脹冷縮的根本原因。對于固體來說,它的基本單元是質點(原子或離子)構成的點陣,這些質點在晶格點陣中圍繞其平衡位置振動。這種振動不是左右對稱的簡諧振動,而是非簡諧振動。當固體受熱時,質點振動加劇,于非簡諧效應的存在,質點的平衡位置就會發生移動,導致相鄰質點間的平均距離增大,于是,固體的體積就變大了。反過來,當溫度降低時,于質點振動減弱,質點之間的平均距離減小,固體的體積就變小了。
我們經常能看到固體的冷縮現象。比方說,金屬鐵有熱脹冷縮的特性,因此我們在鋪設鐵軌時,必須保留一定的間隙,以防止氣溫升高時,鐵軌因受熱膨脹伸長而相互推擠變形。同樣,公路上鋪設的水泥也會熱脹冷縮,所以我們會發現,公路上每隔一段距離就會留著一個間隙。
液體同樣存在熱脹冷縮,比方說,我們常用的溫度計,就利用了液態的水銀(或酒精)的熱脹冷縮特性。氣體的熱脹冷縮現象也隨處可見。乒乓球如果不小心被踩癟了,只要放在開水里一燙,癟的地方就鼓起來了,說明乒乓球里的空氣受熱以后體積變大了。不過,氣體的熱脹冷縮需要在一個體積可以變化的空間里才能觀察到(如氣球里的氣體),因為如果把氣體釋放在一個固定的空間里,它就會充滿個空間,這時如果我們升高溫度,這個空間的大小并不會變化,但氣體的壓強會增大。