التغير الحجمي الحراري
التغير الحجمي الحراري هو التغير الذي يحدث في حجم الجسم عندما يكتسب أو يفقد حرارة. يحدث هذا التغير بسبب التمدد الحراري والتقلص الحراري للمادة المكونة للجسم. يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تمدد الجسم بينما يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى تقلصه.
{
|}
التمدد الحراري
التمدد الحراري هو زيادة حجم الجسم عند ارتفاع درجة حرارته. يحدث هذا التمدد لأن الحرارة تسبب زيادة في الطاقة الحركية للجزيئات المكونة للجسم. يؤدي هذا إلى زيادة المسافة بين الجزيئات وبالتالي زيادة حجم الجسم.
يمكن أن يكون التمدد الحراري خطيرًا في بعض الحالات. على سبيل المثال، يمكن أن يتسبب التمدد الحراري للمعادن في تشقق الأنابيب أو انهيار الجسور. ومن الأمثلة الأخرى على التمدد الحراري هو تمدد قضيب معدني عند تسخينه، مما يؤدي إلى زيادة طوله.
يمكن أيضًا استخدام التمدد الحراري لقياس درجة الحرارة. على سبيل المثال، يستخدم مقياس الحرارة الزئبقي التمدد الحراري للزئبق لقياس درجة الحرارة.
{
|}
التقلص الحراري
التقلص الحراري هو نقصان حجم الجسم عند انخفاض درجة حرارته. يحدث هذا التقلص لأن انخفاض درجة الحرارة يسبب نقصان في الطاقة الحركية للجزيئات المكونة للجسم. يؤدي هذا إلى نقصان المسافة بين الجزيئات وبالتالي نقصان حجم الجسم.
يمكن أن يكون التقلص الحراري مفيدًا في بعض الحالات. على سبيل المثال، يمكن أن يستخدم التقلص الحراري لتثبيت الأسلاك أو لإغلاق الأنابيب. ومن الأمثلة الأخرى على التقلص الحراري هو تقلص قضيب معدني عند تبريده، مما يؤدي إلى نقصان طوله.
يمكن أيضًا استخدام التقلص الحراري لقياس درجة الحرارة. على سبيل المثال، يستخدم مقياس الحرارة الكحولي التقلص الحراري للكحول لقياس درجة الحرارة.
العوامل المؤثرة على التغير الحجمي الحراري
هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على التغير الحجمي الحراري للجسم، بما في ذلك:
- نوع المادة: تختلف المواد المختلفة في معامل التمدد أو الانكماش الحراري الخاص بها. على سبيل المثال، يتمدد الزجاج بدرجة أقل بكثير من المعدن عند تسخينه.
- مقدار التغير في درجة الحرارة: كلما زاد التغير في درجة الحرارة، زاد التغير الحجمي الحراري للجسم.
- الشكل الهندسي للجسم: الشكل الهندسي للجسم يمكن أن يؤثر أيضًا على التغير الحجمي الحراري. على سبيل المثال، يتمدد قضيب معدني في اتجاه واحد فقط عندما يتم تسخينه، بينما يتمدد مكعب معدني في جميع الاتجاهات الثلاثة.
التطبيقات
للتغير الحجمي الحراري العديد من التطبيقات في حياتنا اليومية، بما في ذلك:
{
|}
- قياس درجة الحرارة: يستخدم التغير الحجمي الحراري لقياس درجة الحرارة في مقياس الحرارة.
- التعويض عن التمدد الحراري: يتم استخدام التغير الحجمي الحراري للتعويض عن التمدد الحراري للمواد في العديد من التطبيقات الهندسية، مثل الجسور والمباني.
- التحكم في الحجم: يتم استخدام التغير الحجمي الحراري للتحكم في حجم المواد في العديد من التطبيقات الصناعية، مثل صناعة البلاستيك والمطاط.
الخلاصة
التغير الحجمي الحراري هو ظاهرة مهمة لها العديد من التطبيقات في حياتنا اليومية. من خلال فهم التغير الحجمي الحراري، يمكننا استخدام هذه الظاهرة لقياس درجة الحرارة، والتعويض عن التمدد الحراري، والتحكم في حجم المواد.
