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为什么材料受热膨胀而非收缩? 第1页

  

user avatar   jiehou1993 网友的相关建议: 
      

为啥大部分材料一“火”就膨胀?

要知道,固体材料中,原子都兢兢业业的,在稳定位置附近做微小振动:

两个原子间能量随距离的变化并不是对称的。一般来说,相互分离比较容易,靠近比较难

温度上升加大原子的振动幅度。材料越“火”,振动幅度越大。由于相互分离比较容易,因此原子平均间距也就越大。

人怕出名猪怕壮,这材料一“火”,振幅上去了,自然就膨胀了:

当然,事无绝对。有一些材料就比较高冷:

一个常见的例子就是4摄氏度以下的水,这时候正好反过来,遇冷膨胀,遇热收缩。

造成这种反常现象的原因,是材料内部的特殊结构。这种材料原子结构较为疏松,因此,当原子朝着一个空旷的方向振动时,反而会在其他方向上收缩:

温度越高,运动越剧烈,材料整体上反而收缩的越厉害:

这种材料被称为负热膨胀材料。将负热膨胀材料与普通材料按一定比例混合,我么可以制造出零膨胀材料——也就是尺寸不随温度变化的材料。

零膨胀材料在很多精密仪器中都有应用。例如,航天卫星内的日夜温差较大,这时候变需要应用零膨胀材料,来降低热胀冷缩现象会,避免影响各类敏感仪器的精度。

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