ในแง่กายภาพ เรากล่าวว่าอุณหภูมิของร่างกาย (หรือวัตถุ) เป็นตัววัดความปั่นป่วนของอะตอมและโมเลกุลที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนประกอบ ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่ายิ่งอุณหภูมิของร่างกายสูงขึ้นเท่าใด ความปั่นป่วนของอะตอมหรือโมเลกุลก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของร่างกายไม่เพียงแต่ทำให้เกิดความปั่นป่วนของอะตอมและโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดผลกระทบอื่นๆ ในร่างกายอีกด้วย
ดังนั้นร่างกายทั้งหมดที่อยู่ในธรรมชาติจึงมีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ในบางเนื้อหา ผลกระทบเหล่านี้อาจมองเห็นได้ แต่มองไม่เห็นในบางส่วน เมื่ออุณหภูมิของวัตถุเพิ่มขึ้น วัตถุก็มีขนาดเพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้น วัตถุ ขยาย.
เรากำหนด การขยาย เป็นความแปรผันในมิติของวัตถุอันเนื่องมาจากความแปรผันของอุณหภูมิ ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าการขยายตัวเป็นปรากฏการณ์ขนาดมหึมาของการแปรผันของพลังงานจลน์ของโมเลกุลและอะตอม
วัสดุเกือบทั้งหมดที่มีอยู่ในธรรมชาติจะมีปริมาณเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความหนาแน่นของวัตถุเหล่านี้ลดลง อาจกล่าวได้ว่ากฎนี้ใช้ได้กับสารเกือบทั้งหมด ข้อยกเว้นคือน้ำจะมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงจาก 0ºC ถึง 4ºC ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าภาวะน้ำผิดปกติ
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดการแยกตัวระหว่างอะตอมหรือโมเลกุลของสารที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรเพิ่มขึ้น
รูปด้านบนช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้นว่าการขยายตัวของวัสดุเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างไร เราจะเห็นได้ว่าในสถานการณ์แรก ที่อุณหภูมิหนึ่ง อะตอมและโมเลกุลของสารจะสั่นสะเทือนรอบตำแหน่งสมดุล สำหรับค่าอุณหภูมินี้ ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโมเลกุลจะคงที่ในทางปฏิบัติ
อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิของสารเพิ่มขึ้น โมเลกุลหรืออะตอมจะเริ่มสั่นสะเทือนมากขึ้น อย่างรวดเร็ว กล่าวคือ สั่นสะเทือนด้วยแอมพลิจูดที่มากกว่า ดังนั้น พวกมันจึงอยู่ห่างจากหนึ่งใน คนอื่น ๆ การแยกตัวที่มากขึ้น กล่าวคือ ระยะห่างระหว่างอะตอมและโมเลกุลที่มากขึ้น สะท้อนให้เห็นในการเพิ่มขนาดของวัตถุ
เราสามารถสรุปได้โดยกล่าวว่าผลกระทบที่เกิดจากการขยายตัวทางความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อออกแบบเครื่องจักรที่ใช้ ชิ้นส่วนต่าง ๆ ของวัสดุต่าง ๆ ที่สัมผัสกัน เพราะด้วยความผันแปรของอุณหภูมิ ชิ้นส่วนเหล่านี้จะขยายตัวในทาง แตกต่างกัน
โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
ซิลวา, Domitiano Correa Marques da. "การขยาย - คุณสมบัติของวัสดุ"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-uma-propriedade-dos-materiais.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.
