铝材会不会热胀冷缩

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/24 00:11:37
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铝材会热胀冷缩。
热胀冷缩是物体的一种基本性质,物体在一般状态下,受热以后会膨胀,在受冷的状态下会缩小。大多数物体都具有这种性质。
物体受热时会膨胀,遇冷时会收缩。这是由于物体内的粒子(原子)运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加大,令物体膨胀;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减少,使物体收缩。
对于一般物体,热胀冷缩是成立的。当物体温度升高时,分子的动能增加,分子的平均自由程增加,所以表现为热胀;同理,当物体温降低时,分子的动能减小,分子的平均自由程减少,所以表现为冷缩。但也有例外,比如说水,这并不是说热胀冷缩对水不成立,而是水中存在氢键,在温度下降时,水中的氢键数量增加,导致体积随温度下降而增大。

原理分析
根据物质粒子最小的原子结构来看,物质的热胀冷缩应该是由物质原子的内部加速运动形成的。从原子的内部结构来讲,当原子受热后,核内质子和中子以及核外电子呈现为粒子运动的加速状态。首先来说,由于原子核的自转以及电场的作用,牵引了核外电子围绕原子核做公转运动。原子核的自转速度决定着外围电子受离心力大小的变化,这也决定着原子内核与电子层轨道之间的距离和电场的高低。只有原子核的自旋和外层电子的公转受到外部能量的激发,才会构成原子内部的离心力和电场力的变化,从而也就体现了物质热胀冷缩的自然现象。
1,由于物质的原子核以及核外电子层的提速运动,使其产生了很强的离心力,这个离心力又使核外电子层与原子核的间距拉大。当原子核与核外电子层的距离拉大后,其原子核与核外电子层间的电场力就会降低,而低能级最外层轨道的电子就会脱离原子内部电场的束缚成为溢出的游离电子,从而也就构成了原子的等离子态。原子核与核外电子层距离的这一变化,也是物质的热膨胀变化系数。然而,物质的热膨胀系数不会无限度的变化,当达到最大的极限时,原子的内部运动就会停留在稳定的运动平衡状态。在一定的温度极限下原子核与核外电子层之间建立了一种极其稳定的电力场,核外电子不再溢出,电场之间的距离不再扩大,原子停止膨胀继而从原物质的固体转为液态。
2,当物质的温度降低后,原子内部的运动速度开始逐渐的下降,原子核的自转速度降低,其对核外电子的离心力作用也将逐渐的减小继而使原子核与核外电子层之间的距离变小电场加大,此时原子又会吸引外部空间