العلوم الفيزيائية — الحرارة: التمدد والانكماش (تطبيقات) — الأولى متوسط — المنهاج الجزائري

مقدمة

التمدد الحراري هو ظاهرة زيادة حجم الأجسام عند تسخينها. لكل مادة درجة تمدد معينة، وتستخدم هذه الظاهرة في العديد من التطبيقات الهندسية والعملية.

التمدد الحراري في الأجسام الصلبة

عند تسخين جسم صلب، تزيد طاقة اهتزاز جزيئاته، مما يؤدي إلى زيادة المسافات بينها وبالتالي تمدد الجسم. ينطبق ذلك على الطول والمساحة والحجم.

مثال 1: جسر حديدي طوله 100 m في الشتاء (10°C). في الصيف (40°C) يزداد طوله. معامل التمدد الطولي للحديد: α = 1.2 × 10⁻⁵ /°C. الزيادة في الطول = α × L₀ × ΔT = 1.2 × 10⁻⁵ × 100 × 30 = 0.036 m = 3.6 cm.

التمدد في السوائل

السوائل تتمدد أكثر من المواد الصلبة. هذا يفسر عمل مقياس الحرارة الزئبقي.

مثال 2: عند وضع مقياس حرارة في ماء ساخن، يتمدد الزئبق ويرتفع في الأنبوب الزجاجي.

التمدد في الغازات

الغازات تتمدد بشكل أكبر من السوائل والمواد الصلبة عند التسخين.

مثال 3: بالون منفوخ يوضع في الشمس يتمدد ويزداد حجمه.

تطبيقات التمدد الحراري

• فواصل التمدد في الجسور والقضبان الحديدية.
• مقاييس الحرارة (ثرمومترات).
• الطبخ: أغطية الأواني الزجاجية لا تكون محكمة جداً.
• تركيب الإطارات المعدنية حول العجلات الخشبية.

تمارين تطبيقية

التمرين 1: سكة حديدية طولها 50 m عند 20°C. احسب الزيادة في طولها إذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 40°C (α = 1.2 × 10⁻⁵ /°C).

التمرين 2: لماذا نترك فراغات بين قضبان السكك الحديدية؟

التمرين 3: كيف يعمل مقياس الحرارة الزئبقي باستخدام التمدد الحراري؟

الخلاصة

التمدد الحراري ظاهرة مهمة في حياتنا اليومية. للمزيد من الدروس حول الحرارة، راجع درس التمدد الحراري و درس الطاقة: مفهومها ومصادرها.

📍 دروس مشابهة:

• العلوم الفيزيائية — توازن جسم صلب خاضع لقوتين — الأولى ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري
• العوامل المؤثرة في توزيع الكائنات الحية — المناخ والتربة والتضاريس — علوم الطبيعة والحياة — السنة الثالثة متوسط — المنهاج الجزائري
• كتاب الرياضيات للاولى متوسط الطبعة الجديدة — تحديث 2026