什么是熱膨脹(Thermal Expansion)？

由于溫度的變化，物質體積發生變化。這個概念被稱為熱膨脹。當物質受熱時，物質中的粒子會移動，隨著溫度的升高而變得更加活躍。這種活動使粒子之間需要額外的空間，擴大材料的尺寸。描述這一概念的方程式被稱為熱膨脹系數，可...

由于溫度的變化，物質體積發生變化。這個概念被稱為熱膨脹。當物質受熱時，物質中的粒子會移動，隨著溫度的升高而變得更加活躍。這種活動使粒子之間需要額外的空間，擴大材料的尺寸。描述這一概念的方程式被稱為熱膨脹系數，可由膨脹程度除以材料中的溫度變化來定義。科學家用燒杯將某些固體材料用于建筑和工程是這種熱膨脹的直接結果。要求物體保持其形狀而不發生重大變形，這是使用金屬和塑料的普遍做法。例如，錘子需要在溫度升高時保持其形狀，以防止損壞。雖然根據所用材料的類型，這一原理通常是正確的，但某些結構，如晶體，根據形狀可能具有不同的熱膨脹系數。同樣，負熱膨脹的概念也一樣，極端寒冷等條件導致材料收縮的原因與常規熱膨脹完全相反。通常需要與這些固體結合使用具有不同系數的其他材料。例如窗戶，它需要橡膠配件來防止金屬框架的膨脹和收縮。材料越硬，熱膨脹就越低。液體比固體更容易膨脹。這是由于顆粒間的能量結合增加，這些物質的熱膨脹減小。此外，某些材料由于水或溶劑的吸收或解吸而改變尺寸一種稱為各向異性膨脹的膨脹可以發生在某些類型的材料中。這意味著固體不會在每個方向上完全相同。任何具有多層的材料，如石墨，通常更容易與層垂直擴展，而不是與層垂直。這對設計人員在試圖制作一個暴露在溫度變化下只需朝一個方向膨脹的配件時非常有用。

發表于 2020-09-18 02:18
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分類：科學教育

什么是熱膨脹(Thermal Expansion)？

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