يتناسب طول المادة الصلبة طرديا مع التغير في درجة الحرارة؟
الإجابة الصحيحة هي:
الإجابة: صواب✅
يتناسب طول المادة الصلبة طرديًا مع التغير في درجة الحرارة.
بمعنى آخر، عندما ترتفع درجة حرارة مادة صلبة، يزداد طولها، وعندما تنخفض درجة الحرارة، ينقص طولها.
لماذا يحدث ذلك؟
- الحركة الجزيئية: تتكون المواد الصلبة من جزيئات متماسكة مع بعضها البعض. عندما ترتفع درجة الحرارة، تزداد الطاقة الحركية لهذه الجزيئات، مما يؤدي إلى اهتزازها بشكل أكبر. هذا الاهتزاز يزيد من المسافة بين الجزيئات، وبالتالي يزداد حجم المادة، بما في ذلك طولها.
- التمدد الحراري: تسمى هذه الظاهرة بالتمدد الحراري. جميع المواد الصلبة تتمدد عند تسخينها وتنقبض عند تبريدها، ولكن بنسب متفاوتة.
توضيح بصري:
في الصورة أعلاه: نرى قضيبًا معدنيًا يزداد طوله عندما يسخن بسبب زيادة المسافة بين ذراته.
أمثلة على التمدد الحراري في الحياة اليومية:
- فواصل التمدد: تترك الفواصل بين قضبان السكك الحديدية للسماح لها بالتمدد في الأيام الحارة وتجنب الانحناء.
- زجاج النوافذ: قد تنكسر النوافذ الزجاجية في الأيام الحارة جدًا بسبب التمدد الحراري.
- تركيب الجسور: يتم تصميم الجسور بحيث تأخذ في الاعتبار التمدد الحراري للمواد المستخدمة في بنائها.
العوامل المؤثرة على التمدد الحراري:
- نوع المادة: كل مادة لها معامل تمدد حراري خاص بها.
- التغير في درجة الحرارة: كلما زاد التغير في درجة الحرارة، زاد التمدد أو الانكماش.
- الحجم الأصلي للمادة: كلما كان حجم المادة أكبر، كان التمدد أكبر.
باختصار:
التمدد الحراري هو ظاهرة طبيعية تحدث لجميع المواد الصلبة. فهم هذه الظاهرة يساعدنا على تصميم وتصنيع العديد من المنتجات بشكل أفضل.