物體加熱后為什么會(huì)膨脹
我們會(huì)看到一個(gè)物體在加熱的時(shí)候就會(huì)變得越來(lái)越大。下面和小編一起來(lái)看物體加熱后為什么會(huì)膨脹，希望有所幫助！
物體加熱后為什么會(huì)膨脹 1
原因
物體受熱時(shí)會(huì)膨脹，遇冷時(shí)會(huì)收縮。這是由于物體內(nèi)的粒子（原子）運(yùn)動(dòng)會(huì)隨溫度改變，當(dāng)溫度上升時(shí)，粒子的振動(dòng)幅度加大，令物體膨脹；但當(dāng)溫度下降時(shí)，粒子的振動(dòng)幅度便會(huì)減少，使物體收縮。
物體都有熱脹冷縮的現(xiàn)象，日常生活中我們可以利用這種現(xiàn)象解決一些困難。
拓展
對(duì)于一般物體，熱脹冷縮是成立的。當(dāng)物體溫度升高時(shí)，分子的動(dòng)能增加，分子的平均自由程增加，所以表現(xiàn)為熱脹；同理，當(dāng)物體溫降低時(shí)，分子的動(dòng)能減小，分子的平均自由程減少，
所以表現(xiàn)為冷縮。但也有例外，比如說(shuō)水，水在4攝氏度時(shí)體積是最小的，溫度升高或降低，體積都會(huì)增大。這是水中存在氫鍵，在溫度下降時(shí)，水中的氫鍵數(shù)量增加，導(dǎo)致體積隨溫度下降而增大。
物體溫度升高，物體內(nèi)含的熱量也就增加，這叫內(nèi)能。所謂熱，也就是物體內(nèi)分子的運(yùn)動(dòng)形成的；熱量增加，就是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的幅度增加了，運(yùn)動(dòng)幅度增加了，分子間間隙就大了，所以就有了物體熱脹的現(xiàn)象。反過(guò)來(lái)，物體溫度降低了，物體分子間間隙小了，也就冷縮了！
熱脹冷縮是大部分物體的通性，也有例外。溫度逐漸下降時(shí)，水結(jié)冰，液體變固體，準(zhǔn)確說(shuō)是變成了晶體，分子間結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，所以溫度低的冰，比溫度高的水體積要大，這是冷脹熱縮的例子。
金屬銻、鉍、鎵等，也有冷脹熱縮的特性，都是因?yàn)闇囟茸兓饘倬w內(nèi)分子的排布結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化造成的。
物理上講，水加熱，變成氣體，水，遇冷結(jié)冰，在固定密封地容器里，熱量被水吸收走了，水達(dá)到一定溫度又變成熱氣，體積變大，所以會(huì)膨脹。水遇冷氣變成冰的時(shí)候，它把冷氣吸收走了，一部分冷氣存在容器里，水結(jié)冰需要吸熱，水里面的熱量被氣體吸走了，在一定溫度下，水變成冰以后它會(huì)保持一定的體積，這種體積隨著溫度不斷降低，變成冷氣體積也會(huì)變小。
物體加熱后為什么會(huì)膨脹 2
物體因溫度改變而發(fā)生的`膨脹現(xiàn)象叫“熱膨脹” 。通常是指外壓強(qiáng)不變的情況下，大多數(shù)物質(zhì)在溫度升高時(shí)，其體積增大，溫度降低時(shí)體積縮小。在相同條件下，氣體膨脹最大，液體膨脹次之，固體膨脹最小。也有少數(shù)物質(zhì)在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度升高時(shí)，其體積反而減小。因?yàn)槲矬w溫度升高時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，分子間的距離也增大，物體的體積隨之而擴(kuò)大；溫度降低，物體冷卻時(shí)分子的平均動(dòng)能變小，使分子間距離縮短，于是物體的體積就要縮小。
又由于固體、液體和氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能大小不同，因而從熱膨脹的宏觀現(xiàn)象來(lái)看亦有顯著的區(qū)別。線（體）膨脹系數(shù)：溫度升高1 K時(shí)，物體的長(zhǎng)度（體積）的相對(duì)增加量。壓力保持不變時(shí)，由于溫度的改變，造成固體、液體和氣體發(fā)生長(zhǎng)度或體積變化的現(xiàn)象。膨脹的程度用膨脹系數(shù)表示。固體的熱膨脹：固體的線膨脹系數(shù)定義 l是試件的長(zhǎng)度，T是溫度,p是壓強(qiáng)。對(duì)于每種固體，都有一個(gè)德拜特征溫度,低于此特征溫度時(shí),α 隨溫度強(qiáng)烈變動(dòng)；高于此特征溫度時(shí),α實(shí)際上是常數(shù)。
處在室溫的許多普通材料，其溫度都接近或高于各自的特征溫度，其長(zhǎng)度隨溫度變化的規(guī)律,可用近似式l=lo(l+αt)表示，式中l(wèi)o為零攝氏度(0°C)時(shí)的長(zhǎng)度，t是攝氏溫度。從微觀看，固體的熱膨脹是固體中相鄰原子間的平均距離增大。晶體中兩相鄰原子間的勢(shì)能是原子核間距離的函數(shù),勢(shì)能曲線是一條非對(duì)稱曲線。
在一定的振動(dòng)能量下，兩原子的距離在平衡位置附近改變著，由于勢(shì)能曲線的非對(duì)稱性,其平均距離r大于平衡時(shí)的距離ro；在更高的振動(dòng)能量時(shí)，它們的平均距離就更大。由于振動(dòng)的能量隨溫度升高而增大，所以兩原子間的平均距離也隨溫度升高而增大，結(jié)果使整塊固體脹大。E.格臨愛(ài)森理論指出，膨脹系數(shù)同固體比熱容成正比（見(jiàn)非諧相互作用），在低溫下（小振幅振動(dòng)）膨脹系數(shù)趨于零。純晶體沿不同的軸向可以有不同的α 值，多晶體幾乎沒(méi)有各向異性的效應(yīng)。固體的面膨脹系數(shù)定義為 式中A為試件的面積。
固體的體膨脹系數(shù)定義為 式中V為試件的體積。對(duì)于各向同性固體，α、β、γ之間的關(guān)系為 β=2α, γ=3α。液體和氣體的熱膨脹：由于液體和氣體沒(méi)有固定的形狀，只有體積隨溫度的變化才有意義，所以常用體膨脹系數(shù)表示它們的膨脹程度。體膨脹系數(shù)為 。氣體的γ 可通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程來(lái)計(jì)算，其值與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)
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