固体在受热或遇冷时会怎样
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受热时会膨胀,遇冷时会收缩
热胀冷缩是物体的一种基本性质,物体在一般状态下,受热以后会膨胀,在受冷的状态下会缩小。大多数物体都具有这种性质。这是由于物体内的粒子(原子)运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加大,令物体膨胀;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减少,使物体收缩。
固体的热胀冷缩
固体受热时会膨胀,遇冷时会收缩。对于固体来说,它的基本单元是由质点(原子或离子)构成的点阵,这些质点在晶格点阵中围绕其平衡位置振动。这种振动不是左右对称的简谐振动,而是非简谐振动。当固体受热时,质点振动加剧,由于非简谐效应的存在,质点的平衡位置就会发生移动,导致相邻质点间的平均距离增大,于是,固体的体积就变大了。反过来,当温度降低时,由于质点振动减弱,质点之间的平均距离减小,固体的体积就变小了。
金属铁有热胀冷缩的特性,因此我们在铺设铁轨时,必须保留一定的间隙,以防止气温升高时,铁轨因受热膨胀伸长而相互推挤变形。水泥公路上每隔一段距离就会留着一个间隙。这样就不会因为热胀冷缩,让地面开裂。
高铁的无缝钢轨不怕热胀冷缩现象吗?
首先,高铁铁轨建设者们要固定铁轨,将轨道与枕木紧紧地固定住,这样一来就可以形成一部分的力量来作为钢轨的内应力。进而会抵消掉一部分热胀冷缩产生的应力,不会让轨道变形。
第二,建设之初,就要根据当地气象资料进行调整,最终得出热胀冷缩造成钢轨形变的数值区间。然后,再根据这样的数值进行设计,预留出热胀冷缩的形变值。
第三,在大约1.5公里以内的地方会有一个伸缩调节器,它也可以帮助钢轨释放出因热胀冷缩产生的能量。