هناك العديد من التساؤلات في مادة العلوم والتي تشغل بال الكثير من الطلاب ومن أهم تلك الأستفسارات هو هذا السؤال “وضع خالد ميزان حرارة في كوب مملوء بالماء الساخن لماذا يرتفع السائل داخل ميزان الحرارة”، وهنا نلاحظ التفاعلات الحادثة في الظاهرة وتداخل عدد كبير من العناصر عند تعريضها للحرارة العالية، وهنا نجيب على استفساراتكم و نحلل السؤال لنتعرف على معلومات مهمة عن هذه الظاهرة.
وضع خالد ميزان حرارة في كوب مملوء بالماء الساخن
وضع خالد ميزان حرارة في كوب مملوء بالماء الساخن لماذا يرتفع السائل داخل ميزان الحرارة؟ وتكون الإجابة أن السائل يقوم بالارتفاع داخل ميزان قياس الحرارة، حيث يتمدد بفعل الحرارة، وهنا نستطيع تعريف التفاعل الحادث باسم التمدد الحراري، وعندما تنظر للأشياء من حولك والمواد ستجد أن أغلب الأشياء تتمدد بالحرارة وتنكمش بالبرودة، وبذلك سوف يستمر التمدد الحراري مع ارتفاع درجات الحرارة المحيطة بالمادة المتفاعلة، وهذا قد يؤدي ذلك إلى حدوث تغير في الحجم والشكل، ونُرجع هذا إلى زيادة المسافات البينية المتواجدة بين جزيئات المادة، هذا بالاضافة إلى زيادة الطاقة الحركية للمادة ما يؤدي إلى زيادة طول المادة بالإضافة لحجمها عن حجمها الطبيعي، وستجد ذلك عكس الانكماش الذي يحدث عندما تتعرض المادة للبرودة الشديدة، وستلاحظ ذلك أيضاً مع الأشياء من حولك فعندما تنخفض درجة حرارتها، تقل المسافات البينية وستجد نقص في حجم المادة بالتأكيد.
أمثلة دالة على التمدد الحراري للمواد والعناصر
وبعد أن شرحنا لكم طبيعة المادة وحل سؤال “وضع خالد ميزان حرارة في كوب مملوء بالماء الساخن لماذا يرتفع السائل داخل ميزان الحرارة”، إليكم بعض الأمثلة الدالة على التمدد الحراري للمواد من حولنا، وبذلك ستجد العديد من الأمثلة من حولك فقط ركز في طبيعة المادة التي بين يديك وستدرك أن طبيعة المادة تتغير وفقاً لحالتها سواء بتعرضها للحرارة أو البرودة، وتعد تطبيقاً على ظاهرة التمدد بالحرارة، ومن أشهر الأمثلة ما يلي:
- ستلاحظ في فصل الشتاء انكماش الأسلاك وصغر حجمها وطولها على عكس فصل الصيف فيه ترتخي الأسلاك ويزيد حجمها وطولها مع الارتفاع في درجات الحرارة.
- تشكيل المعادن سوف تلاحظ زيادة حجم المواد المعدنية عند البدء في تسخينها أو مع ارتفاع درجات الحرارة، مثل تشكيل الذهب والفضة والحديد.
- تمدد الطرق والكباري خلال فصل الصيف، لذلك يعي المصمم والمنفذ للطرق هذا الأمر أثناء تصميمه، حتى لا يؤدي إلى حدوث الشقوق والكسور بها.
- انفجار إطارات السيارات وذلك عند تعرضها لدرجات حرارة مرتفعة في فصل الصيف، نتيجة التمدد الحادث لها.