Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

Ερμηνεία της διαστολής

Η θερμική διαστολή και συστολή ερμηνεύεται με τη βοήθεια των μορίων. Για να ερμηνεύσουμε τη διαστολή των στερεών θεωρούμε ότι τα μόρια συγκρατούνται σαν να συνδέονται μεταξύ τους με μικροσκοπικά ελατήρια. Υποθέτουμε επίσης ότι αυτά τα ελατήρια ευκολότερα επιμηκύνονται παρά συμπιέζονται.

Όταν λοιπόν αυξάνεται η θερμοκρασία τα μόρια ταλαντώνονται εντονότερα και τα ελατήρια συμπιέζονται και επιμηκύνονται περισσότερο από προηγουμένως. Ωστόσο η επιμήκυνση τους είναι μεγαλύτερη από τη συμπίεση και τα μόρια τελικά απομακρύνονται μεταξύ τους: το σώμα διαστέλλεται (Εικ. 2.27). Άρα κατά τη διαστολή δεν αυξάνονται οι διαστάσεις των μορίων αλλά οι μεταξύ τους αποστάσεις. Δε διαστέλλονται τα μόρια αλλά τα σώματα.

Στον σίδηρο κάθε μόριο συνδέεται ισχυρότερα με τα γειτονικά του από όσο στο αλουμίνιο. Τα μόρια του σιδήρου απομακρύνονται δυσκολότερα μεταξύ τους απ' ότι τα μόρια του αλουμινίου (Εικ. 2.27).

Ώστε η μεταβολή των διαστάσεων κατά τη διαστολή και τη συστολή εξαρτάται από το πόσο ισχυρά συνδέονται μεταξύ τους τα μόρια του σώματος. Δηλαδή από το είδος του υλικού. Επειδή στα αέρια τα μόρια δεν συνδέονται μεταξύ τους η μεταβολή του όγκου δεν εξαρτάται από το είδος του αερίου. Όσο το μήκος μιας ράβδου είναι μεγαλύτερο τόσο περισσότερα μόρια παρεμβάλλονται μεταξύ των άκρων της. Κατά τη διαστολή λοιπόν η συνολική απομάκρυνση των μορίων είναι μεγαλύτερη. Άρα και η αύξηση του μήκους της ράβδου είναι επίσης μεγαλύτερη.

Πρότυπο Διαστολής σε μοριακό επίπεδο Θερμοκρασία θ1 Θερμοκρασία θ2 Θερμοκρασία θ1 Θερμοκρασία θ2 Εικόνα 2.27 Η αύξηση του μήκους εξαρτάται και από τις δυνάμεις μεταξύ των μορίων

Κατά τη διαστολή αυξάνεται ο κενός χώρος μεταξύ των μορίων. Έτσι αυξάνεται ο όγκος των σωμάτων. Όμως η μάζα τους παραμένει σταθερή. Άρα η πυκνότητα τους ελαττώνεται.