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Il espansione e contrazionedi un elemento solido può essere prodotto dall'azione di caldo (è quando si verifica l'espansione dell'elemento) e dall'azione del freddo (contrazione).
Quando c'è un improvviso cambiamento di temperatura (aumento) la maggior parte degli elementi si espande. Quando questa temperatura diminuisce, gli elementi si contraggono.
Tuttavia, è importante fare una precisazione fondamentale: quando i solidi si espandono per effetto del calore, non significa che aumentino di volume. Quello che succede è che la distanza tra molecola e molecola aumenta facendo sì che l'elemento abbia a espansione. È espansione (o dilatazione) esercita una forza considerevole.
Questa condizione dei solidi è importante da tenere in considerazione, soprattutto nelle costruzioni di ponti, poiché è stato dimostrato che un ponte metallico che misura 50 metri e che va da 0 ° C a 15 ° C in breve tempo può espandersi fino a 12 centimetri.
Ma nonostante non tutti i solidi si espandono allo stesso modo e alla stessa temperatura. Ad esempio, l'alluminio si espande 2 volte di più del ferro metallico.
Cosa succede all'interno del solido?
All'aumentare della temperatura, ciò che accade è che l'energia interna delle particelle aumenta e il grado di agitazione di queste aumenta.
In altre parole, ciò che accade è che ogni particella inizia "vibrare " ed è separato dalla particella che ha al suo fianco, in questo modo avviene l'espansione dell'elemento.
Quando il calore scende, le particelle diminuiscono l'energia interna e poco a poco si avvicinano fino a ritrovarsi di nuovo l'una accanto all'altra.
Esempi di espansione e contrazione del calore
- Quando una ciotola viene posta in frigorifero e rimossa. Per allontanare il freddo dal bordo del contenitore, lo stesso contenitore ermetico deve essere immerso in acqua calda, in questo modo la plastica si dilata permettendo l'estrazione del contenuto del suo interno.
- acqua. Quando vengono riscaldate (bollite) le molecole si espandono, quando si raffreddano si contraggono e quando si congelano le molecole d'acqua si compattano.
- Ferro. Questo metallo si trova in natura allo stato solido, cioè le sue molecole sono più vicine l'una all'altra. Tuttavia, a causa dell'azione del calore, questo metallo si espande (espandere) e il ferro diventa ferro fuso. Lo stesso vale per altri metalli come alluminio, mercurio, piombo, ecc.
- Gomma da masticare. Quando la gomma da masticare è ad alta temperatura, si scioglie. Questo è visto durante una giornata calda. Quindi, se mettiamo questa gomma in frigorifero, si contrae e si indurisce.
- I muscoli del corpo in una giornata con temperature atmosferiche molto basse. Per questo motivo, alcune persone hanno dolori muscolari dopo l'allenamento aerobico o in giornate molto calde e poi molto fredde. Chi lo regola è il liquido (acqua) del nostro corpo. Ma il dolore si intensifica se il corpo è disidratato.
- acqua gassata nel congelatore.
- Legname. Una giornata molto calda si allarga. Quindi, quando la temperatura scende, inizia a generare rumore mentre si contrae di nuovo.
- Binari della ferrovia. Questi sono costruiti con una certa distanza leggermente separata. Quindi il catrame viene posto in questo spazio per consentire al metallo di espandersi nelle giornate molto calde e poi, quando la temperatura scende, si contrae di nuovo.
- Bicchiere. Se mettiamo un bicchiere di vetro normale e aggiungiamo acqua bollente, l'interno del bicchiere si espande mentre l'esterno è freddo. Ciò provoca la rottura del vetro.
- Il termometro. Questo è costituito da mercurio liquido. Come negli elementi liquidi le particelle sono relativamente distanti l'una dall'altra, il mercurio, quando esposto al calore (ad esempio febbre corporea), sale fino al termometro poiché è diventato più liquido.
