什么是热膨胀(Thermal Expansion)？

由于温度的变化，物质体积发生变化。这个概念被称为热膨胀。当物质受热时，物质中的粒子会移动，随着温度的升高而变得更加活跃。这种活动使粒子之间需要额外的空间，扩大材料的尺寸。描述这一概念的方程式被称为热膨胀系数，可...

由于温度的变化，物质体积发生变化。这个概念被称为热膨胀。当物质受热时，物质中的粒子会移动，随着温度的升高而变得更加活跃。这种活动使粒子之间需要额外的空间，扩大材料的尺寸。描述这一概念的方程式被称为热膨胀系数，可由膨胀程度除以材料中的温度变化来定义。科学家用烧杯将某些固体材料用于建筑和工程是这种热膨胀的直接结果。要求物体保持其形状而不发生重大变形，这是使用金属和塑料的普遍做法。例如，锤子需要在温度升高时保持其形状，以防止损坏。虽然根据所用材料的类型，这一原理通常是正确的，但某些结构，如晶体，根据形状可能具有不同的热膨胀系数。同样，负热膨胀的概念也一样，极端寒冷等条件导致材料收缩的原因与常规热膨胀完全相反。通常需要与这些固体结合使用具有不同系数的其他材料。例如窗户，它需要橡胶配件来防止金属框架的膨胀和收缩。材料越硬，热膨胀就越低。液体比固体更容易膨胀。这是由于颗粒间的能量结合增加，这些物质的热膨胀减小。此外，某些材料由于水或溶剂的吸收或解吸而改变尺寸一种称为各向异性膨胀的膨胀可以发生在某些类型的材料中。这意味着固体不会在每个方向上完全相同。任何具有多层的材料，如石墨，通常更容易与层垂直扩展，而不是与层垂直。这对设计人员在试图制作一个暴露在温度变化下只需朝一个方向膨胀的配件时非常有用。

发表于 2020-09-18 02:18
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分类：科学教育

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