Os sólidos se expandem e se contraem com mudanças de temperatura devido ao comportamento de suas moléculas constituintes. Aqui está um colapso:

A imagem molecular:

* calor e movimento molecular: A temperatura é uma medida da energia cinética média das moléculas dentro de uma substância. Quando você aquece um sólido, aumenta a energia cinética de suas moléculas. Isso significa que as moléculas vibram com mais vigor e se afastam.
* Forças intermoleculares: As moléculas em um sólido são mantidas juntas por fortes forças intermoleculares (como ligações iônicas, ligações covalentes ou ligações metálicas). Essas forças resistem à expansão causada pelo aumento do movimento molecular, mas não podem evitá -lo completamente.
* Expansão : À medida que as moléculas vibram com mais vigor, elas se empurram, aumentando a distância média entre elas. Esse aumento do espaçamento leva a uma expansão geral do sólido.
* Contração: Por outro lado, quando você esfria um sólido, você diminui a energia cinética de suas moléculas. Isso reduz a vibração e permite que as forças intermoleculares puxem as moléculas mais próximas, resultando em contração.

Pontos de chave:

* Coeficiente de expansão térmica: O grau em que um sólido se expande ou contrata alterações de temperatura varia dependendo do material. Isso é quantificado por seu coeficiente de expansão térmica. Alguns materiais (como aço) expandem mais do que outros (como vidro) para a mesma mudança de temperatura.
* Aplicações práticas: A expansão térmica de sólidos tem muitas aplicações práticas:
* pontes e edifícios: As juntas de expansão são incorporadas a pontes e edifícios para acomodar as mudanças de comprimento devido a flutuações de temperatura, impedindo danos.
* Termômetros : Os líquidos expandem mais do que os sólidos. É por isso que os termômetros líquidos em vidro funcionam.
* tiras bimetálicas: Essas tiras são feitas de dois metais com diferentes coeficientes de expansão térmica. Quando aquecido, a tira se dobra devido às diferentes taxas de expansão, formando a base dos termostatos e outros dispositivos.

Em essência, a expansão e contração de sólidos com mudanças de temperatura são uma consequência direta da interação entre o aumento do movimento molecular causado pelo calor e as forças resistentes das ligações intermoleculares.