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為什麼有的東西都是冷縮的

發布時間: 2022-09-19 18:46:44

⑴ 為什麼物體會熱脹冷縮

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理,物體遇到熱就會膨脹變大,而遇到溫度低的東西就會縮小,那麼為什麼會出現這種性質呢?熱脹冷縮的原理是什麼呢?一起來了解一下吧。

為什麼物體會熱脹冷縮 篇1

熱脹冷縮是物體的一種基本性質,即受熱以後物體的體積會膨脹,冷卻時其體積會縮小。世界上大多數物體都具有這種性質。

物質是由原子組成的,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。對於固體來說,它的基本單元是由質點(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,由於非簡諧效應的存在,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,於是,固體的體積就變大了。反過來,當溫度降低時,由於質點振動減弱,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,只要放在開水裡一燙,癟的地方就鼓起來了,說明乒乓球里的空氣受熱以後體積變大了。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,它就會充滿整個空間,這時如果我們升高溫度,這個空間的大小並不會變化,但氣體的壓強會增大。

為什麼物體會熱脹冷縮 篇2

對於一般物體,熱脹冷縮是成立的。當物體溫度升高時,分子的動能增加,分子的平均自由程增加,所以表現為熱脹;同理,當物體溫降低時,分子的動能減小,分子的平均自由程減少,所以表現為冷縮。但也有例外,比如說水,這並不是說熱脹冷縮對水不成立啦~!而是水中存在氫鍵,在溫度下降情況下,水中的氫鍵數量增加,導致體積隨溫度下降體積反而增大!

原理分析

根據物質粒子最小的原子結構來看,物質的熱脹冷縮應該是由物質原子的內部加速運動形成的。從原子的內部結構來講,當原子受熱後,核內質子和中子以及核外電子呈現為粒子運動的加速狀態。首先來說,由於原子核的自轉以及電場的作用,牽引了核外電子圍繞原子核做公轉運動。原子核的自轉速度決定著外圍電子受離心力大小的變化,這也決定著原子內核與電子層軌道之間的距離和電場的高低。只有原子核的自旋和外層電子的公轉受到外部能量的激發,才會構成原子內部的離心力和電場力的變化,從而也就體現了物質熱脹冷縮的自然現象。

1,由於物質的原子核以及核外電子層的提速運動,使其產生了很強的離心力,這個離心力又使核外電子層與原子核的間距拉大。當原子核與核外電子層的距離拉大後,其原子核與核外電子層間的電場力就會降低,而低能級最外層軌道的電子就會脫離原子內部電場的束縛成為溢出的游離電子,從而也就構成了原子的'等離子態。原子核與核外電子層距離的這一變化,也是物質的熱膨脹變化系數。然而,物質的熱膨脹系數不會無限度的變化,當達到最大的極限時,原子的內部運動就會停留在穩定的運動平衡狀態。在一定的溫度極限下原子核與核外電子層之間建立了一種極其穩定的電力場,核外電子不再溢出,電場之間的距離不再擴大,原子停止膨脹繼而從原物質的固體轉為液態。

2,當物質的溫度降低後,原子內部的運動速度開始逐漸的下降,原子核的自轉速度降低,其對核外電子的離心力作用也將逐漸的減小繼而使原子核與核外電子層之間的距離變小電場加大,此時原子又會吸引外部空間的游離電子來補齊電子外層軌道的缺位電子而達到原子非等離子體的原始平衡狀態。同時,物質又從液態逐漸的過渡到固態,這就是物質的熱脹冷縮原理。

在我們的教科書中,也提到了關於對原子的熱能和光能的激發作用。原子核與核外電子層之間的電場距離是隨溫度變化的,也是一種變數狀態。物質受外部能量的激發可使原子的內部產生動態變化,原子核的最外層電子最容易受到能量的激發而成為飄逸的自由電子,也就是我們平常所說的物質等離子態,上述的兩個條件是必備的。當物質在受熱達到極點後可從固態到液態,液態到固態的這一物理轉變過程,這個過程必須使原子的內部產生質變。物體的熱脹冷縮顯現了物質原子的內部物理變化,否然的話,物質的熱脹冷縮原理就很難講清楚的。

變化程度

一般來說,氣體熱脹冷縮最顯著,液體其次,固體最不顯著。因為氣體分子之間的引力比液體和固體分子之間的引力小,受溫度的影響就更容易一些。

⑵ 物體為什麼會熱脹冷縮

物體都是由微觀粒子構成的,這些微觀粒子在粒子間的引力作用下聚集在一起。但這些粒子並不是靜止不動的,它們無時無刻不在運動著,試圖掙脫引力的束縛。粒子運動就擁有動能,而溫度就是這些粒子動能之和的量度。這些粒子的動能和越大,宏觀上就體現出溫度越高。

當物體受熱升溫時,其本質就是粒子的動能增大了,也就是運動速度加快了。動能增大,粒子就有更多的能量用於脫離引力的束縛(這就好像我們試圖阻止一輛失控的車,車的速度越大,阻止它就越難)。粒子間因為運動而遠離,宏觀上就表現為物體膨脹。當物體遇冷降溫時,上述過程就是相反的。

所以說,物體熱脹冷縮的現象,實質上就是構成物體的粒子在高速運動與低速運動時,物體的宏觀表現。

⑶ 所以的金屬都是熱漲冷縮的

一般來說,金屬都有這個性質,不僅僅是金屬,幾乎所有的物體都有熱脹冷縮的性質,物質的熱脹冷縮應該是由物質原子的內部加速運動形成的。從原子的內部結構來講,當原子受熱後,核內質子和中子以及核外電子呈現為粒子運動的加速狀態。首先來說,由於原子核的自轉以及電場的作用,牽引了核外電子圍繞原子核做公轉運動。原子核的自轉速度決定著外圍電子受離心力大小的變化,這也決定著原子內核與電子層軌道之間的距離和電場的高低。只有原子核的自旋和外層電子的公轉受到外部能量的激發,才會構成原子內部的離心力和電場力的變化,從而也就體現了物質熱脹冷縮的自然現象

⑷ 物體為什麼會熱脹冷縮

這是由於物體內的粒子(分子或者原子)運動會隨溫度改變,當溫度上升時,粒子的振動幅度加大,令物體膨脹;但當溫度下降時,粒子的振動幅度便會減少,使物體收縮。特別的是,水在4攝氏度以上會熱脹冷縮而在4攝氏度以下會冷脹熱縮。

⑸ 為什麼會有熱脹冷縮的現象發生

熱脹冷縮是物體的一種基本性質,物體在一般狀態下,受熱以後會膨脹,在受冷的狀態下會縮小。所有物體都具有這種性質。

物體受熱時會膨脹,遇冷時會收縮。這是由於物體內的粒子(原子)運動會隨溫度改變,當溫度上升時,粒子的振動幅度加大,令物體膨脹;但當溫度下降時,粒子的振動幅度便會減少,使物體收縮。

物體都有熱脹冷縮的現象,日常生活中我們可以利用這種現象解決一些困難。
日常生活中,熱脹冷縮時出現現象
1 冬天水管破裂,
2 有時候夏天路面會向上拱起,就是路面膨脹...(所以路面每隔一段距離都有空隙留著)
3 買來的罐頭很難打開,是因為工廠生產時放進去的是熱的,氣體膨脹... 冷卻後裡面氣體體積減小,外面大氣壓大於內部...所以難打開,我門可以微熱罐頭就很容易打開了...
4溫度計
5高壓電線夏天下垂多,冬天綳的較緊。

對於一般物體,熱脹冷縮是成立的,主要是有與溫度升高,分子的動能增加,分子的平均自由程增加,所以表現為熱脹冷縮,但也有例外,比如說水,這並不是說熱脹冷縮對水不成立啦~!而是水中存在氫鍵,在溫度下降情況下,水中的氫鍵數量增加,導致體積隨溫度下降反而增大!

⑹ 為什麼物體有熱脹冷縮現象呢求詳解.

主要是由於物體內部的分子原運動造成的.當溫度上升時,分子(原子))運動振幅加大,伴隨體積的增大,當溫度下降時,分子運動的振幅降低,體積就降低.但熱脹冷縮也不是絕對的,如0--4攝氏度的水就相反,還有銻等金屬在一定環境下也會出現相反的現象.

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