1. Motion de chaleur et de moléculaire:
* Lorsque vous chauffez un matériau, vous augmentez essentiellement l'énergie cinétique de ses atomes et molécules. Cela les fait vibrer plus rapidement et se déplacer plus vigoureusement.
* Au fur et à mesure que les molécules se déplacent davantage, elles ont tendance à occuper un plus grand volume, conduisant à l'expansion.
2. Extension thermique:
* Extension linéaire: Les solides se développent dans les trois dimensions (longueur, largeur et hauteur). C'est ce qu'on appelle l'expansion linéaire. Le changement de longueur (ΔL) est proportionnel à la longueur d'origine (L), au changement de température (ΔT) et au coefficient d'expansion linéaire (α) pour le matériau:Δl =αlΔT.
* Extension de volume: Les liquides et les gaz se développent dans les trois dimensions, entraînant une expansion de volume. Le changement de volume (ΔV) est proportionnel au volume d'origine (V), au changement de température (ΔT) et au coefficient d'expansion du volume (β) pour le matériau:ΔV =βvΔT.
3. Forces intermoléculaires:
* La force des forces intermoléculaires entre les molécules joue également un rôle.
* Forces plus fortes (comme dans les solides) entraînent moins d'expansion pour un changement de température donné.
* Forces plus faibles (comme dans les gaz) entraînent une expansion plus importante.
4. Exceptions et considérations:
* L'eau est une exception notable: L'eau se développe lorsqu'elle gèle, c'est pourquoi la glace flotte. Cela est dû aux liaisons hydrogène formant une structure cristalline qui occupe plus d'espace que l'eau liquide.
* Modifications de phase: Les matériaux peuvent également modifier les phases (solide, liquide, gaz) en raison des changements de température. Ces changements de phase impliquent des changements de volume importants.
En résumé, l'expansion et la contraction des matériaux avec des changements de température sont une conséquence directe de l'énergie cinétique accrue ou diminuée des atomes et des molécules dans le matériau, conduisant à des changements dans l'espacement moyen entre eux.
