la relation

Lorsque la matière gagne en énergie thermique (se réchauffe), sa densité diminue généralement. Inversement, lorsqu'il perd l'énergie thermique (se refroidit), sa densité augmente généralement. Cela est dû aux facteurs suivants:

* Motion moléculaire: L'énergie thermique est essentiellement l'énergie cinétique des molécules. À mesure que les molécules gagnent de l'énergie, elles se déplacent plus rapidement et plus éloignées. Cet espacement accru entraîne une diminution de la densité (moins de masse par unité de volume).

* Extension de volume: Pour la plupart des substances, l'augmentation de la température provoque une expansion en volume. Cette expansion, même si elle est légère, signifie que la même masse occupe désormais un espace plus grand, entraînant une densité plus faible.

* Modifications de phase: Dans certains cas, le changement de densité est dramatique en raison des changements de phase (solide, liquide, gaz). Par exemple, lorsque l'eau gèle, son volume se développe, ce qui rend la glace moins dense que l'eau liquide.

Exceptions

Bien qu'il s'agisse d'une règle générale, il y a des exceptions:

* eau à 4 ° C: L'eau est inhabituelle car sa densité atteint un maximum à 4 ° C. Au-dessus et en dessous de cette température, l'eau se dilate, la rendant moins dense. C'est pourquoi la glace flotte.

* certains solides: Certains solides, comme le caoutchouc, peuvent en fait devenir plus denses lorsqu'ils chauffent en raison des interactions moléculaires complexes.

en résumé

La relation entre la densité et l'énergie thermique est principalement régie par l'augmentation du mouvement moléculaire et de l'expansion du volume qui se produit avec l'augmentation de la température. Cela conduit à une diminution générale de la densité car la matière se réchauffe. Cependant, il existe des exceptions à cette règle en fonction de la substance spécifique et de ses propriétés.