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Das Expansion und Kontraktioneines festen Elements kann durch Aktion von erzeugt werden heiß (es ist, wenn die Erweiterung des Elements auftritt) und durch die Wirkung des kalt (Kontraktion).
Bei einer plötzlichen Temperaturänderung (Anstieg) dehnen sich die meisten Elemente aus. Wenn diese Temperatur abnimmt, ziehen sich die Elemente zusammen.
Es ist jedoch wichtig, eine grundlegende Klarstellung vorzunehmen: Wenn sich Feststoffe infolge von Hitze ausdehnen, bedeutet dies nicht, dass sie an Volumen zunehmen. Was passiert ist, dass der Abstand zwischen Molekül und Molekül zunimmt, was dazu führt, dass das Element a hat Erweiterung. Ist Erweiterung (oder Erweiterung) übt eine erhebliche Kraft aus.
Dieser Zustand der Feststoffe ist insbesondere bei Brückenkonstruktionen wichtig, da nachgewiesen wurde, dass sich eine Metallbrücke, die 50 Meter misst und in kurzer Zeit von 0 ° C auf 15 ° C steigt, auf bis zu 12 Zentimeter ausdehnen kann.
Aber trotzdem Nicht alle Feststoffe dehnen sich auf die gleiche Weise und unter der gleichen Temperatur aus. Beispielsweise dehnt sich Aluminium zweimal stärker aus als Eisenmetall.
Was passiert im Feststoff?
Mit steigender Temperatur steigt die innere Energie der Partikel und der Rührgrad dieser Partikel.
Mit anderen Worten, was passiert ist, dass jedes Teilchen beginnt "vibrieren " und es wird von dem Teilchen getrennt, das es an seiner Seite hat, auf diese Weise tritt die Expansion des Elements auf.
Wenn die Wärme abnimmt, verringern die Partikel die innere Energie und nähern sich nach und nach, bis sie wieder nebeneinander sind.
Beispiele für Wärmeausdehnung und -kontraktion
- Wenn eine Schüssel in den Kühlschrank gestellt und entfernt wird. Um die Kälte vom Rand des Behälters zu entfernen, muss derselbe hermetische Behälter in heißes Wasser getaucht werden. Auf diese Weise dehnt sich der Kunststoff aus, damit der Inhalt aus seinem Inneren entnommen werden kann.
- Wasser. Beim Erhitzen (Kochen) dehnen sich die Moleküle aus, beim Abkühlen ziehen sie sich zusammen und beim Gefrieren verdichten sich die Wassermoleküle.
- Eisen. Dieses Metall befindet sich in der Natur in einem festen Zustand, dh seine Moleküle sind näher beieinander. Aufgrund der Wärmeeinwirkung dehnt sich dieses Metall jedoch aus (erweitern) und das Eisen wird geschmolzenes Eisen. Gleiches gilt für andere Metalle wie Aluminium, Quecksilber, Blei usw.
- Kaugummi. Wenn Kaugummi eine hohe Temperatur hat, schmilzt er. Dies ist an einem heißen Tag zu sehen. Wenn wir diesen Kaugummi dann in den Kühlschrank stellen, zieht er sich zusammen und härtet aus.
- Die Muskeln des Körpers an einem Tag mit sehr niedrigen atmosphärischen Temperaturen. Aus diesem Grund haben manche Menschen nach dem Aerobic-Training oder an sehr heißen Tagen Muskelkater und sind dann sehr kalt. Wer dies reguliert, ist die Flüssigkeit (Wasser) unseres Körpers. Aber der Schmerz verstärkt sich, wenn der Körper dehydriert ist.
- Wasser im Gefrierschrank kohlensäurehaltig.
- Bauholz. Ein sehr heißer Tag, an dem es sich ausdehnt. Wenn dann die Temperatur sinkt, beginnt es, Geräusche zu erzeugen, wenn es sich wieder zusammenzieht.
- Eisenbahnschienen. Diese werden mit einem gewissen Abstand gebaut, der leicht voneinander getrennt ist. Dann wird Teer in diesen Raum gegeben, damit sich das Metall an sehr heißen Tagen ausdehnen kann, und dann zieht es sich bei sinkender Temperatur wieder zusammen.
- Glas. Wenn wir ein Glas gewöhnliches Glas stellen und kochendes Wasser hinzufügen, dehnt sich das Innere des Glases aus, während das Äußere kalt ist. Dadurch bricht das Glas.
- Das Thermometer. Dieses besteht aus flüssigem Quecksilber. Wie bei flüssigen Elementen sind die Partikel relativ weit voneinander entfernt, das Quecksilber steigt bei Hitzeeinwirkung (z. B. Körperfieber) das Quecksilber im Thermometer auf, da es flüssiger geworden ist.
