هل سبق لك أن لاحظت نشاط تسخين أو غلي الماء في وعاء عند درجة حرارة معينة ، والتي ستفيض في النهاية؟ هذا هو أحد أحداث التوسع في السائل. يُعرف هذا التمدد الذي يحدث في السائل باسم تمدد الحجم لأنه كلما زادت درجة الحرارة ، زادت الزيادة في حجم السائل.
تعريف التمدد بحد ذاته هو زيادة في حجم الجسم بسبب زيادة درجة حرارة المادة. يعتمد حجم وتمدد المادة على حجم الجسم الأول ، وزيادة درجة الحرارة وكذلك نوع المادة.
في السوائل ، من السهل نسبيًا ملاحظة التمدد الذي يحدث عند مقارنته بالمواد الصلبة ويمكن قياسه باستخدام مقياس التوسيع. بالإضافة إلى ذلك ، يختلف تمدد السائل لكل نوع من السوائل ، نتيجة لذلك ، على الرغم من أن حجم السائل في البداية هو نفسه ولكن بعد تسخينه ، يختلف الحجم.
يستخدم تمدد هذا السائل في استخدام مقياس حرارة سائل ، وعادة ما يكون السائل المستخدم هو الزئبق أو الكحول. تستخدم طبيعة ارتفاع أو هبوط السائل في الأنبوب الشعري نتيجة لتمدد السائل لقياس درجة الحرارة.
(اقرأ أيضًا: تعرف على طريقتين لنقل الطاقة والحرارة والعمل)
يرتفع سطح السائل على طول الأنبوب الشعري ويتوقف عند موضع معين حسب درجة حرارة الجسم. يتم التعبير عن درجة الحرارة المقاسة بمقياس يتزامن مع سطح السائل في الأنبوب الشعري. يمكن تحديد مقدار التمدد في السائل باستخدام المعادلة التالية:
ΔV = V 0 yΔT = V 0 3αΔT = 3V 0 αΔT
المعلومات:
ΔV هو التغير في حجم كائن (م 3)
V 0 هو الحجم الأولي للكائن (م 3)
y هو معامل تمدد الحجم (/ 0C)
ΔT هو التغير في درجة الحرارة (0 درجة مئوية)
شذوذ المياه
ستتمدد جميع المواد تقريبًا عند تسخينها أو عند زيادة درجة الحرارة ، بينما يحدث انكماش عند خفض درجة الحرارة. ومع ذلك ، لا يحدث الماء دائمًا على هذا النحو ، لأنه عندما يتم تسخين الماء من درجة حرارة من 00 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية ، فإنه يتقلص ، ولا يزيد حجم الماء. وبالمثل ، عندما تنخفض درجة الحرارة من 40 درجة مئوية إلى 00 درجة مئوية ، لا يتقلص الماء ، ولكن يحدث تمدد. يمكن أن يطلق على هذا الحدث شذوذ أو اضطراب في الماء.
يمكن تعريف شذوذ الماء على أنه استثناء يمكن أن يتعرض له السائل عند تبريده أو عند تسخينه. تفسر ظاهرة شذوذ المياه هذه سبب تحول الماء الموجود على سطح البحيرة فقط في الشتاء إلى جليد بينما لا تزال الأسماك تسبح في القاع.
