Как увеличивается объем при нагревании

Объем тела напрямую связан с межатомным или межмолекулярным расстоянием вещества. Соответственно, увеличение объема обусловлено увеличением данных расстояний за счет различных факторов. Одним из таких факторов является нагрев.

Вам понадобится

• Учебник по физике, лист бумаги, карандаш.

Инструкция

1. Прочитайте в учебнике по физике, как устроены вещества, имеющие различное агрегатное состояние. Как известно, одно агрегатное состояние вещества отличается от другого явными внешними различиями, например, такими, как твердость, текучесть, масса или объем. Если же взглянуть внутрь каждого из видов веществ, можно заметить, что разница выражается в межатомном или межмолекулярном расстояниях.
2. Обратите внимание, что масса определенного объема газа всегда меньше массы такого же объема жидкости, а та, в свою очередь, всегда ниже массы твердого тела. Это говорит о том, что количество частиц вещества, умещающихся на единичный объем, у газов гораздо меньше, чем у жидкостей, и еще меньше, чем у твердых тел. Иначе, можно сказать, что концентрация частиц более твердых веществ всегда больше, чем у менее твердых, в частности, у жидких или газообразных. Значит, твердые тела имеют в своей структуре более плотную упаковку атомов, что означает меньшее расстояние между частицами, чем, скажем, у жидкостей или газов.
3. Вспомните, что происходит с металлами, когда их нагревают. Они расплавляются и приобретают свойство текучести. То есть металлы становятся жидкостями. Если провести эксперимент, то можно заметить, что при расплавлении объем металлического вещества увеличивается. Вспомните также, что происходит с водой при нагревании и последующем кипении. Вода превращается в пар, представляющий собой газообразное состояние воды. Известно, что объем пара гораздо выше объема первоначальной жидкости. Таким образом, при нагревании тел межатомное или межмолекулярное расстояние увеличивается, что подтверждается опытами.
4. Определите понятие температуры в контексте внутримолекулярного строения вещества. Как известно, температура тела всего лишь характеризует величину средней кинетической энергии движения молекул или атомов. Таким образом, чем выше температура, тем более подвижны частицы тела.
5. Нарисуйте на листе бумаги кристаллическую решетку какого-нибудь произвольного тела в виде девяти точек, изображающих атомы. Представьте себе, что данные атомы колеблются вокруг своего равновесного положения. Колебания атомов и приводят к образованию определенных межатомных расстояний. Величина же данных интервалов определяется амплитудой колебаний атомов. Таким образом, чем выше температура тела, тем больше амплитуда данных колебаний, что приводит к увеличению интервалов между молекулами или атомами вещества и увеличению, соответственно, макроскопического объема.