Металл расширяется при нагревании. Длина, площадь поверхности и объем увеличиваются с температурой. Научный термин для этого — тепловое расширение.
Большинство металлов обладают характеристиками теплового расширения и сжатия. Сурьма, висмут, галлий и другие металлы обладают явлением теплового сжатия и холодного расширения.
Тепловое расширение и холодное сжатие являются основными свойствами объектов. Предметы (включая металлы) расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. (Есть некоторые вещества, которые будут иметь холодное расширение и тепловую усадку в специальном температурном диапазоне. Не только металлы. Вода при температуре 0°C-4°C такая, это причина, по которой вода плавает при замерзании).
Вся материя состоит из молекул (или атомов), и между молекулами (или атомами) существуют промежутки, включая газы, жидкости и твердые тела.
(микроскопические частицы, включая молекулы или атомы, поскольку некоторые объекты состоят из молекул, некоторые объекты состоят из атомов, а металлы состоят из атомов). При повышении температуры, т. е. при увеличении внутренней энергии, хаотическое движение микроскопических частиц объекта ускоряется, и интервал между микроскопическими частицами становится больше, а при понижении температуры (внутренняя энергия уменьшается).
Неравномерное движение микроскопических частиц замедляется, а интервал между микроскопическими частицами становится меньше. Мы не можем увидеть это явление невооруженным глазом. Макрос выглядит так, будто объект становится больше и меньше, но на самом деле интервал между микроскопическими частицами меняется. И это не имеет никакого отношения к тому, металл это или нет, этому правилу следуют все вещества (кроме воды при 0°С-4°С и таких металлов, как сурьма, висмут и галлий при определенных температурах).
Причину этого явления можно объяснить еще и так: материя состоит из микроскопических частиц, а микроскопические частицы состоят из связанных химических связей. Расстояние между ними называется длиной Бонда.
В нормальных условиях с повышением температуры кинетическая энергия атома увеличивается, а амплитуда колебаний увеличивается, поэтому длина связи увеличивается. Макроскопически это проявляется в виде объемного расширения. Температура снижается, работоспособность обратная.
Основное свойство материала – тепловое расширение и холодное сжатие – имеет свои преимущества и недостатки в нашей жизни. Например, стальной лист в газовом баллоне использует тепловое расширение и сжатие металла, чтобы стальной лист в баллоне прочно прилегал к газу.
цилиндр
К недостаткам, например, можно отнести: поверхность дороги и рельс необходимо разделить, чтобы оставить зазор для расширения или сжатия. Если его подвергнуть непрерывному нагреву и деформировать, он «выгнется», а при остывании разорвется.
Мы можем в полной мере использовать тепловое расширение и сжатие большинства металлов (или несколько металлов в определенном температурном диапазоне - это тепловое расширение и сжатие или тепловое сжатие и холодное расширение, 0 -4 - вода - тепловое сжатие и холодное расширение) это свойство, в полной мере использовать его преимущества, найти способы преодолеть его недостатки и служить нашей жизни.
Время публикации: 15 января 2023 г.