В маленькую дощечку вбейте два гвоздя на расстоянии, равном диаметру пятидесятикопеечной монеты. При этом она должна свободно проходить между гвоздями. Нагрейте монету и попытайтесь вновь продвинуть её между гвоздями. Почему после нагревания она не проходит? Объясните наблюдаемое явление на основе молекулярного строения вещества.
После нагревания монетка расширилась и не смогла пройти между гвоздями.
Объясняется тем, что при нагреве увеличивается расстояние между молекулами, и, соответственно, объем тела.
Для понимания данного явления важно обратиться к основам молекулярного строения вещества и термическому расширению. Все вещества состоят из частиц — атомов и молекул, которые находятся в постоянном движении. Характер движения частиц зависит от температуры вещества. Чем выше температура, тем быстрее и интенсивнее движутся частицы.
Увеличение температуры приводит к увеличению средней кинетической энергии частиц. Это означает, что при нагревании частицы начинают двигаться более активно, увеличиваются межмолекулярные расстояния, и, как следствие, размеры тела (его объем или линейные размеры) увеличиваются. Этот процесс называется термическим расширением.
Термическое расширение происходит вследствие того, что межмолекулярные силы, удерживающие частицы в определенном положении, при нагревании ослабевают. В металлической монете, как и в любом твердом теле, частицы упорядочены в кристаллической решетке. При нагревании атомы металла начинают колебаться с большей амплитудой и немного отдаляются друг от друга, что приводит к увеличению размеров монеты. Это происходит равномерно во всех направлениях, поэтому увеличивается ее диаметр.
Коэффициент термического расширения зависит от материала: разные вещества расширяются по−разному при одинаковом нагреве. Для металлов термическое расширение достаточно заметно, и даже незначительное увеличение температуры может привести к заметному изменению размеров.
Когда монета нагревается, ее диаметр увеличивается из−за этого явления. В результате она становится шире, чем расстояние между гвоздями, которые сохраняют свой первоначальный размер (если сами не подвергаются нагреву). Это мешает монете пройти между гвоздями.
Таким образом, наблюдаемое явление объясняется свойствами молекул, их движением и взаимодействием. При нагревании монеты увеличивается межмолекулярное расстояние, что приводит к увеличению ее размеров. Это и является причиной того, что монета больше не проходит между гвоздями после нагревания.
Пожауйста, оцените решение
