Kérdés

Tágulás és összehúzódás : Miért tágulnak és húzódnak össze a dolgok a hő és a hideg hatására ? Valamint miért tágulnak egyes fémek jobban, mint mások?

Kérdezte: dr: Marcus Mckean
Válasz

Memlékezzünk arra, hogy minden anyag atomokból áll. Az abszolút nulla fok (-273 Celsius-fok) feletti hőmérsékleten az atomok mozgásban vannak. Egy szilárd anyagban rögzített helyzetben rezegnek, egy folyadékban egymás mellett lökdösődnek, egy gázban pedig nagyon nagy sebességgel suhannak el egymás mellett. Amikor egy anyagot felmelegítünk, az anyag mozgási energiája megnő, és az atomok és molekulák jobban mozognak. Ez azt jelenti, hogy az egyes atomok a mozgásuk miatt nagyobb helyet foglalnak el, így az anyag tágulni fog. Hidegben a mozgási energia csökken, így az atomok kevesebb helyet foglalnak el, és az anyag összehúzódik.
Egyes fémek jobban tágulnak, mint mások az atomok/molekulák közötti erők különbségei miatt. Az olyan fémekben, mint a vas, az atomok közötti erők erősebbek, így az atomok nehezebben mozognak. A sárgarézben az erők egy kicsit gyengébbek, így az atomok szabadabban mozoghatnak. Ezeket az összehúzódási különbségeket használják ki egy bimetál szalagban, amely egy sárgarézcsíkból áll, amely egy vascsík mellé van fektetve. Amikor a szalagot melegítjük, a sárgaréz jobban tágul, mint a vas, így a szalag megágyaz. Ezt olyan eszközökben használják, mint a tűzjelzők és a megszakítók, hogy az elektromos áramkörben érintkezzenek vagy megszakadjanak.
A tágulás és az összehúzódás különbségei még jobban láthatóak a különböző állapotokban, ismét az atomokat összetartó erő mennyisége miatt. A gáz tágul a legnagyobb mértékben, mivel az atomjai szabadon vannak egymástól, így a legnagyobb mértékben tudnak növekedni.

Answered by: Sara Al-Assam, tanuló, Tiffin Girls’ School, Kingston