المحتوى
ال التوسع والانكماشمن عنصر صلب يمكن أن تنتج عن طريق عمل الحار (عندما يحدث توسع العنصر) وبفعل البرد (التقلص).
عندما يكون هناك تغير مفاجئ في درجة الحرارة (ارتفاع) تتمدد معظم العناصر. عندما تنخفض درجة الحرارة هذه ، تتقلص العناصر.
ومع ذلك ، من المهم تقديم توضيح أساسي: عندما تتمدد المواد الصلبة نتيجة للحرارة ، فهذا لا يعني أنها تزداد في الحجم. ما يحدث هو أن المسافة بين الجزيء والجزيء تزداد مما يتسبب في حصول العنصر على a توسيع. يكون توسيع (أو اتساع) بقوة كبيرة.
من المهم أخذ حالة المواد الصلبة هذه في الاعتبار ، خاصةً في إنشاءات الجسور ، حيث ثبت أن الجسر المعدني الذي يبلغ قياسه 50 مترًا والذي ينتقل من 0 درجة مئوية إلى 15 درجة مئوية في وقت قصير يمكن أن يتوسع حتى 12 سم.
ولكن مع ذلك لا تتمدد جميع المواد الصلبة بنفس الطريقة وتحت نفس درجة الحرارة. على سبيل المثال ، يتمدد الألومنيوم مرتين أكثر من معدن الحديد.
ماذا يحدث داخل المادة الصلبة؟
مع ارتفاع درجة الحرارة ، ما يحدث هو أن الطاقة الداخلية للجزيئات تزداد وتزداد درجة إثارة هذه الجسيمات.
بعبارة أخرى ، ما يحدث هو أن كل جسيم يبدأ "يهتز " ويتم فصله عن الجسيم الموجود بجانبه ، وبهذه الطريقة يحدث تمدد العنصر.
عندما تنخفض الحرارة ، تقلل الجسيمات الطاقة الداخلية وتقترب شيئًا فشيئًا حتى تصبح بجوار بعضها مرة أخرى.
أمثلة على التمدد الحراري والانكماش
- عندما يوضع وعاء في الثلاجة ويخرج. لإزالة البرد من حافة الحاوية ، يجب غمر نفس الحاوية المحكم في الماء الساخن ، وبهذه الطريقة يتمدد البلاستيك للسماح باستخراج المحتوى من داخله.
- ماء. عندما يتم تسخينها (غليها) تتمدد الجزيئات ، وعندما تبرد تنقبض ، وعندما تتجمد ، تتراكم جزيئات الماء.
- حديد. يوجد هذا المعدن في الطبيعة في حالة صلبة ، أي أن جزيئاته قريبة من بعضها البعض. ومع ذلك ، بسبب تأثير الحرارة ، يتمدد هذا المعدن (وسعت) ويصبح الحديد الحديد المنصهر. وينطبق الشيء نفسه على معادن أخرى مثل الألومنيوم والزئبق والرصاص وما إلى ذلك.
- علكة. عندما يكون مضغ العلكة في درجة حرارة عالية يذوب. يظهر هذا خلال يوم حار. ثم إذا وضعنا هذه العلكة في الثلاجة ، فإنها تتقلص وتتصلب.
- عضلات الجسم في يوم ذي درجات حرارة منخفضة جدًا في الغلاف الجوي. لهذا السبب ، يعاني بعض الأشخاص من آلام في العضلات بعد التمارين الهوائية أو في الأيام الحارة جدًا ثم البرد الشديد. الذي ينظم هذا هو السائل (الماء) من أجسامنا. لكن يزداد الألم إذا أصيب الجسم بالجفاف.
- الماء مكربن في الفريزر.
- الأخشاب. يوم حار جدا يتسع. ثم ، عندما تنخفض درجة الحرارة ، تبدأ في إصدار ضوضاء أثناء تقلصها مرة أخرى.
- خطوط السكك الحديدية. تم بناء هذه بمسافة معينة يتم فصلها قليلاً. ثم يتم وضع القطران في هذه المساحة للسماح للمعدن بالتمدد في الأيام الحارة جدًا ثم ، مع انخفاض درجة الحرارة ، يتقلص مرة أخرى.
- زجاج. إذا وضعنا كوبًا من الزجاج العادي وأضفنا الماء المغلي ، يتمدد الجزء الداخلي من الزجاج بينما يكون الخارج باردًا. هذا يتسبب في كسر الزجاج.
- الترمومتر. يتكون هذا من الزئبق السائل. كما هو الحال في العناصر السائلة ، تكون الجسيمات بعيدة نسبيًا عن بعضها البعض ، الزئبق ، عند تعرضه للحرارة (على سبيل المثال حمى الجسم) ، يرتفع الزئبق في ميزان الحرارة لأنه أصبح أكثر سيولة.
