التمدد الحراري — تمدد المواد الصلبة والسوائل والغازات بالحرارة — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط — المنهاج الجزائري

التمدد الحراري

التمدد الحراري (Thermal Expansion) هو ظاهرة زيادة حجم المادة عند ارتفاع درجة حرارتها. تحدث في جميع حالات المادة: الصلبة والسائلة والغازية.

مبدأ التمدد الحراري

عند تسخين مادة ما، تزداد حركة جزيئاتها وتبتعد عن بعضها، مما يؤدي إلى زيادة حجمها. والعكس يحدث عند التبريد (انكماش حراري).

تمدد المواد الصلبة

تتمدد المواد الصلبة عند تسخينها بنسبة تختلف حسب نوع المادة. تمدد طولي: ΔL = α × L₀ × ΔT. معامل التمدد يختلف (الحديد يتمدد أقل من الألومنيوم). تمدد سطحي، تمدد حجمي.

تمدد السوائل

تتمدد السوائل عند تسخينها أكثر من المواد الصلبة. يُستخدم الزئبق والكحول في موازين الحرارة. التمدد غير المنتظم للماء بين 0°C و 4°C حيث ينكمش بدلاً من أن يتمدد.

تمدد الغازات

تتمدد الغازات كثيراً وتخضع لقوانين: قانون شارل (V/T = ثابت عند ضغط ثابت). منطاد الهواء الساخن يرتفع لأن الهواء الساخن أقل كثافة.

تطبيقات

• فواصل التمدد في الجسور.
• فراغات بين قضبان السكك الحديدية.
• الترمومتر الزئبقي.
• الثرموستات.

تمرين

لماذا تترك فراغات بين قضبان سكة الحديد؟ (للسماح بتمدد القضبان في الصيف وانكماشها في الشتاء لمنع انحنائها)

اقرأ أيضاً درس الطاقة الحرارية ودرس الكتلة والحجم والكثافة.