Теплове розширення — це явище, при якому розміри тіл збільшуються при нагріванні. Це відбувається через збільшення швидкості руху частинок речовини при підвищенні температури, що змушує їх займати більше місця.
Розширення відбувається у всіх станах речовини: твердому, рідкому і газоподібному, але з різною інтенсивністю.
Тверді тіла зберігають свою форму завдяки міцному зв'язку між атомами або молекулами. Однак при нагріванні ці зв'язки слабшають, і частинки починають сильніше вібрувати, що призводить до збільшення розмірів твердого тіла.
Сталева рейка при підвищенні температури може подовжуватися на кілька сантиметрів. Улітку, коли температура підвищується, залізничні рейки нагріваються і розширюються, що може спричинити їх викривлення, якщо не передбачено спеціальні зазори між секціями.
Тверді тіла зберігають свою форму завдяки міцному зв'язку між атомами або молекулами. Однак при нагріванні ці зв'язки слабшають, і частинки починають сильніше вібрувати, що призводить до збільшення розмірів твердого тіла.
Сталева рейка при підвищенні температури може подовжуватися на кілька сантиметрів. Улітку, коли температура підвищується, залізничні рейки нагріваються і розширюються, що може спричинити їх викривлення, якщо не передбачено спеціальні зазори між секціями.
Рідини розширюються більше, ніж тверді тіла, оскільки зв'язки між їхніми частинками менш міцні. При нагріванні частинки рідини отримують більше енергії і віддаляються одна від одної, що збільшує об'єм рідини.
Ви ставите каструлю з водою на плиту і вмикаєте нагрівання. Спершу все виглядає звичайно: вода спокійно стоїть в каструлі. Але що ж відбувається, коли температура починає підвищуватися?
Частинки води поступово отримують більше енергії від тепла плити. Ці частинки, які в нормальних умовах знаходяться близько одна до одної, починають рухатися швидше і віддалятися одна від одної. В результаті цього руху об'єм води поступово збільшується. Спостерігати це можна, якщо каструля заповнена майже до краю: при нагріванні вода підніметься, і з часом може перелитися через край.
Гази розширюються набагато більше, ніж тверді тіла або рідини, оскільки частинки газу рухаються майже вільно. При нагріванні ці частинки починають рухатися ще швидше, що призводить до значного збільшення об'єму газу, якщо не стримується тиском.
Надуту повітряну кульку, залишену на сонці, може сильно розширити або навіть луснути через нагрівання повітря всередині неї.
Деякі речовини можуть переходити безпосередньо з твердого в газоподібний стан, оминаючи рідкий, і це явище називається сублімацією. Така поведінка характерна для йоду або сухого льоду. Вода теж здатна до сублімації — наприклад, мокрий одяг взимку на морозі висихає завдяки цьому процесу.
Зворотний процес, десублімація, відбувається тоді, коли водяна пара перетворюється на крижані візерунки на вікнах взимку.
Зміна агрегатних станів і теплове розширення — це важливі явища, що постійно відбуваються в нашому оточенні. Вивчати їх цікаво та корисно, адже це допомагає розуміти, як працює світ навколо нас!