ما هو الفرق بين الانكماش الحراري والتمدد الحراري؟

إن الانكماش والتوسع هما كلمتان متناقضتان في الواقع ، فهما يؤثران على المادة بشكل مختلف ومستقل ، ويختلفان في التعريف وكيفية حدوثهما على النحو التالي:

حسب التعريف

يرجع التمدد الحراري عمومًا إلى ارتفاع درجة الحرارة حول المادة ، مما يؤدي إلى استطالة أو تغيرات في الأبعاد في المادة ، ويعزى التغيير في طول أو حجم المادة إلى التغير في درجة الحرارة لكل وحدة زمنية. أما الانكماش فهو عكس ما يحدث في التمدد الحراري ، وهو انخفاض في حجم وطول مادة تتعرض لانخفاض درجة الحرارة المحيطة ، مما ينتج عنه تغير جزئي في حجم أو طول المادة لكل وحدة درجة حرارة. تغيير المادة.

من حيث كيفية حدوث ذلك

تتمتع جزيئات المادة السائلة والصلبة بعلاقة ديناميكية تعكس قوة الترابط والتماسك لجزيئات المادة وذراتها ودرجة الحرارة ، لذلك يؤدي تقليلها إلى تقليل المسافة بين الجسيمات وتقليل الطاقة الحركية ، وبالتالي تقليل الاصطدام بين جسيمات المادة – عدد المرات التي يتسبب في تقليل حجمها أو طولها ، وهو ما يفسر ظاهرة الانكماش الحراري.

بالنسبة لظاهرة التمدد الحراري لمادة ما ، فإن الزيادة في حجمها أو طولها ترجع إلى زيادة المسافة بين ذرات وجزيئات المادة ، وزيادة عدد الاصطدامات بسبب زيادة الطاقة الحركية. تؤدي الجسيمات ، بسبب الروابط الأضعف بينها ، إلى ظهور التمدد الحجمي أو الطولي للمادة.

 نظرًا لوجود اختلافات في درجة قوة الترابط الجزيئي اعتمادًا على نوع المادة وطبيعة حالتها الفيزيائية ، سواء كانت سائلة أو صلبة أو غازية ، فإن هذا يؤدي إلى اختلافات في التغيرات المقاسة في حجم أو طول المادة التي هي متعلق بالحرارة ، وهو ما يسمى بمعامل التمدد ، لذلك كل مادة لها معامل تمدد حراري محدد ، حيث يختلف التمدد الحراري للمادة عن التمدد الصلب إلى السائل. عادةً ما تحتوي المواد الصلبة على معامل تمدد خطي أو سطحي ، أي تغير في الطول ومساحة السطح. كما هو الحال مع السوائل أو السوائل بشكل عام ، يكون معامل التمدد حجميًا لأن التغيير هو البعد.

مثال الانكماش الحراري

الأمثلة التي نراها في الحياة ، لا يمكن تجسيد الوظائف دون تقلص ، وتشمل:

1. القمصان القطنية تتقلص وتتجعد بسهولة في الشتاء.
2. معالجة وتصنيع الزجاج ، عندما يتم تشكيله بدرجة حرارة عالية ، نحتاج إلى تبريده لجعله يتقلص إلى الحجم المطلوب.
3. لتثبيت البلاط ، ضع مادة مرنة بين البلاط ، لأنه بدونها ، عند حدوث الانكماش ، يتم ترك فجوات ، وهو أمر غير مرغوب فيه.
4. يتقلص الزئبق في مقياس الحرارة ، مما يساعد على إظهار التغيرات الحرارية.

أمثلة على التمدد الحراري

هناك العديد من الأمثلة التي نواجهها في الحياة ، وشرح ظهورها هو ظاهرة التمدد الحراري ، ومنها:

• تنفجر إطارات السيارات في الصيف بسبب ارتفاع درجة الحرارة مما يؤدي إلى تمدد الغاز داخل الإطار.
• في الصيف ، يتم زيادة طول السلك ، مما يؤدي إلى حدوث بروز.
• يتم وضع الفواصل للسماح بالتمدد عند تقاطع السلكين في السكة.
• تشققات الرصيف هي أحد أسباب ظاهرة الانتفاخ.
• قم بتركيب جوانات مطاطية للنوافذ المعدنية.
• يزداد طول الشريط المعدني عند تسخينه.

لخص

تعتبر مفاهيم الانكماش الحراري والتمدد الحراري ظاهرتين طبيعيتين ، ويرتبط حدوثهما بوضوح بالتغير (المرتفع أو المنخفض) في درجة الحرارة المحيطة للمادة.

يوضح بشكل مباشر أن هناك علاقة مباشرة بين الحرارة وتغير في حجم أو طول المادة ، لذا فإن زيادة درجة الحرارة يزيد من طول أو حجم المادة ويؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى عكس ذلك ، باستثناء أن هناك خصائص غير عادية ، في هذه الحالة مادة ذات معامل تمدد منخفض.

المراجعين

1. ، تم استرجاعه في 27/8/2021. ،، تم استرجاعه في 27 أغسطس 2021.
2. تم الاسترجاع 27 أغسطس 2021.
3. ^، ، تم استرجاعه في 27 أغسطس 2021.
4. ، ، تم الاسترجاع 27 أغسطس 2021.
5. ، 22 يوليو 2020 ، تم استرجاعه في 27 أغسطس 2021.