يتمدد المعدن عند تسخينه. سيزداد الطول ومساحة السطح والحجم مع زيادة درجة الحرارة. المصطلح العلمي لهذا هو التمدد الحراري.
تتميز معظم المعادن بخصائص التمدد الحراري والانكماش. يتمتع الأنتيمون والبزموت والجاليوم وغيرها من المعادن بظاهرة الانكماش الحراري والتمدد البارد.
يعد التمدد الحراري والانكماش البارد من الخصائص الأساسية للأشياء. سوف تتمدد الأشياء (بما في ذلك المعادن) عند تسخينها وتتقلص عندما تكون باردة. (هناك بعض المواد التي سيكون لها تمدد بارد وانكماش حراري في نطاق درجة حرارة خاص. ليس فقط المعادن. الماء عند درجة حرارة 0 درجة مئوية إلى 4 درجات مئوية هكذا، وهذا هو سبب طفو الماء عندما يتجمد).
تتكون كل المادة من جزيئات (أو ذرات)، وهناك فجوات بين الجزيئات (أو الذرات)، بما في ذلك الغازات والسوائل والمواد الصلبة.
(الجزيئات المجهرية تشمل الجزيئات أو الذرات، لأن بعض الأجسام تتكون من جزيئات، وبعض الأجسام تتكون من ذرات، والمعادن تتكون من ذرات). وبمجرد ارتفاع درجة الحرارة، أي عندما تزيد الطاقة الداخلية، تتسارع الحركة العشوائية للجزيئات المجهرية للجسم، ويصبح الفاصل الزمني بين الجزيئات المجهرية أكبر، وعندما تنخفض درجة الحرارة (تقل الطاقة الداخلية).
تصبح الحركة غير المنتظمة للجسيمات المجهرية أبطأ، ويصبح الفاصل الزمني بين الجسيمات المجهرية أصغر. ولا نستطيع رؤية هذه الظاهرة بالعين المجردة. يبدو الماكرو وكأن الجسم يكبر ويصغر، ولكن في الواقع، فإن الفاصل الزمني بين الجزيئات المجهرية يتغير. وهذا لا علاقة له بكونه معدنًا أم لا، فجميع المواد تتبع هذه القاعدة، (ما عدا الماء عند درجة حرارة 0 درجة مئوية إلى 4 درجة مئوية، والمعادن مثل الأنتيمون والبزموت والجاليوم عند درجات حرارة محددة).
ويمكن أيضًا تفسير سبب هذه الظاهرة بهذه الطريقة: تتكون المادة من جزيئات مجهرية، وتتكون الجزيئات المجهرية من رابطة كيميائية متصلة. المسافة بينهما تسمى طول السندات.
في الظروف العادية، مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد الطاقة الحركية للذرة، ويزداد سعة الاهتزاز، وبالتالي يزداد طول الرابطة. على المستوى المجهري، يتجلى ذلك في شكل توسع في الحجم. تنخفض درجة الحرارة، وينعكس الأداء.
الخاصية الأساسية للمادة هي التمدد الحراري والانكماش البارد، ولها مزايا وعيوب في حياتنا. على سبيل المثال، تستخدم الصفائح الفولاذية الموجودة في زجاجة الغاز التمدد الحراري وانكماش المعدن لجعل الصفائح الفولاذية الموجودة في الزجاجة تلتصق بقوة بالغاز.
اسطوانة
ومن العيوب على سبيل المثال: يجب تقسيم سطح الطريق والسكة بحيث تترك فجوة حتى تتوسع أو تتقلص. إذا تم تسخينه بشكل مستمر وتشوه، فسوف "يقوس"، وسوف يتمزق عندما يكون باردًا.
يمكننا الاستفادة الكاملة من التمدد الحراري والانكماش لمعظم المعادن (أو عدد قليل من المعادن في نطاق درجة حرارة محددة هي التمدد الحراري والانكماش، أو الانكماش الحراري والتمدد البارد، 0 鈩 -4 鈩 الماء هو الانكماش الحراري والتمدد البارد) هذه الخاصية، الاستفادة الكاملة من مزاياها، وإيجاد سبل للتغلب على عيوبها، وتخدم حياتنا.
وقت النشر: 15 يناير 2023