Metall dehnt sich bei Erwärmung aus. Länge, Oberfläche und Volumen nehmen mit der Temperatur zu. Der wissenschaftliche Begriff dafür ist Wärmeausdehnung.
Die meisten Metalle weisen thermische Ausdehnungs- und Kontraktionseigenschaften auf. Antimon, Wismut, Gallium und andere Metalle weisen das Phänomen der thermischen Kontraktion und kalten Expansion auf.
Wärmeausdehnung und Kältekontraktion sind eine Grundeigenschaft von Objekten. Gegenstände (einschließlich Metalle) dehnen sich bei Erwärmung aus und schrumpfen bei Kälte. (Es gibt einige Substanzen, die in einem bestimmten Temperaturbereich eine Kälteausdehnung und Wärmeschrumpfung aufweisen. Nicht nur Metalle. Wasser bei 0 °C bis 4 °C ist so, das ist der Grund, warum Wasser schwimmt, wenn es gefriert).
Alle Materie besteht aus Molekülen (oder Atomen) und es gibt Lücken zwischen Molekülen (oder Atomen), einschließlich Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen.
(Mikroskopische Partikel Einschließlich Moleküle oder Atome, da einige Objekte aus Molekülen, einige Objekte aus Atomen und Metalle aus Atomen bestehen.) Sobald die Temperatur steigt, das heißt, wenn die innere Energie zunimmt, beschleunigt sich die zufällige Bewegung der mikroskopischen Teilchen des Objekts und der Abstand zwischen den mikroskopischen Teilchen wird größer, und wenn die Temperatur sinkt (nimmt die innere Energie ab).
Die unregelmäßige Bewegung mikroskopischer Partikel wird langsamer und der Abstand zwischen mikroskopischen Partikeln wird kleiner. Mit bloßem Auge können wir dieses Phänomen nicht erkennen. Auf dem Makro sieht es so aus, als würde das Objekt größer und kleiner werden, aber tatsächlich verändert sich der Abstand zwischen den mikroskopisch kleinen Partikeln. Und das hat nichts damit zu tun, ob es sich um ein Metall handelt oder nicht. Alle Substanzen folgen dieser Regel (mit Ausnahme von Wasser bei 0 °C bis 4 °C und Metallen wie Antimon, Wismut und Gallium bei bestimmten Temperaturen).
Der Grund für dieses Phänomen lässt sich auch so erklären: Materie besteht aus mikroskopisch kleinen Teilchen, und die mikroskopischen Teilchen bestehen aus chemischen Bindungen. Der Abstand zwischen ihnen wird Bindungslänge genannt.
Unter normalen Umständen nimmt mit steigender Temperatur die kinetische Energie des Atoms zu und die Schwingungsamplitude nimmt zu, sodass die Bindungslänge zunimmt. Makroskopisch äußert es sich als Volumenausdehnung. Die Temperatur sinkt, die Leistung kehrt sich um.
Die Grundeigenschaft des Materials, Wärmeausdehnung und Kältekontraktion, hat in unserem Leben Vor- und Nachteile. Beispielsweise nutzt das Stahlblech in der Gasflasche die thermische Ausdehnung und Kontraktion des Metalls, um dafür zu sorgen, dass das Stahlblech in der Flasche fest am Gas haftet.
Zylinder
Die Nachteile sind zum Beispiel: Die Fahrbahn und die Schiene sollten so geteilt sein, dass eine Lücke bleibt, damit sie sich ausdehnen oder verkleinern kann. Wenn es kontinuierlich erhitzt und verformt wird, „wölbt“ es sich und wird im kalten Zustand auseinandergerissen.
Wir können die Wärmeausdehnung und -kontraktion der meisten Metalle voll ausnutzen (oder einige Metalle in einem bestimmten Temperaturbereich sind Wärmeausdehnung und -kontraktion oder Wärmekontraktion und Kälteausdehnung, 0 °C -4 °C Wasser bedeutet thermische Kontraktion und Kälteausdehnung). Nutzen Sie diese Eigenschaft voll aus, finden Sie Wege, ihre Nachteile zu überwinden und dienen Sie unserem Leben.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Januar 2023