Questione

Espansione e contrazione: Perché il caldo e il freddo fanno espandere e contrarre le cose? Inoltre perché alcuni metalli si espandono più di altri?

Chiesto da: Marcus Mckean
Risposta

Ricorda che tutti i materiali sono fatti di atomi. A qualsiasi temperatura superiore allo zero assoluto (-273 gradi Celsius) gli atomi si muovono. In un solido vibreranno in posizioni fisse, in un liquido si scontreranno l’uno con l’altro e in un gas sfrecceranno l’uno con l’altro a velocità molto elevate. Quando un materiale viene riscaldato, l’energia cinetica di quel materiale aumenta e gli atomi e le molecole si muovono di più. Questo significa che ogni atomo occuperà più spazio a causa del suo movimento e il materiale si espanderà. Quando è freddo l’energia cinetica diminuisce, quindi gli atomi occupano meno spazio e il materiale si contrae.
Alcuni metalli si espandono più di altri a causa delle differenze nelle forze tra gli atomi/molecole. In metalli come il ferro le forze tra gli atomi sono più forti, quindi è più difficile per gli atomi muoversi. Nell’ottone le forze sono un po’ più deboli, quindi gli atomi sono liberi di muoversi di più. Thesedifferences in contrazione sono utilizzati in una striscia bimetallica, che è composto da una striscia di brasslaid lato striscia di ferro. Quando la striscia viene riscaldata, l’ottone si espande più del ferro, quindi la striscia si allarga. È usato in dispositivi come allarmi antincendio e interruttori per fare o rompere i contatti in un circuito elettrico.
Le differenze di espansione e contrazione sono ancora più visibili in stati diversi, sempre a causa della quantità di forza che tiene insieme gli atomi. Un gas si espanderà il più come i suoi atomi sono freefrom l’un l’altro così sono liberi di aumentare in velocità il più.

Risposto da: Sara Al-Assam, Studentessa, Tiffin Girls’ School, Kingston