Что такое Тепловое расширение? [дубликат]

«Тепловое расширение возникает из-за асимметричного характера кривой потенциальной энергии атомов в твердом теле. Если бы осцилляторы были действительно гармоническими, разделение не изменилось бы независимо от амплитуды вибрации».

Я не понимаю, как повышение температуры могло не повлиять на объем твердого вещества, если бы колебания были гармоническими?

Вы, кажется, цитируете. Пожалуйста, не могли бы вы указать источник.
@DavidZ Я хотел бы предположить, что этот вопрос не является дубликатом, поскольку ОП спрашивает, почему нельзя получить расширение, если потенциал был симметричным, а не почему твердые тела расширяются. Именно по этой причине я дал ответ.
@ Фарчер, хм, может быть. Я хотел бы, чтобы этот вопрос был отредактирован ОП, чтобы уточнить, действительно ли это так.

Ответы (2)

Если бы межатомный потенциал был идеальной параболой, теплового расширения не было бы. Почему? Что ж, по мере того, как атомы будут вибрировать все сильнее и сильнее, среднее положение атома не изменится. Конечно, он будет раскачиваться больше, но он будет раскачиваться в одну сторону так же сильно, как и в другую. Изменение среднего положения атомов было бы равно нулю. Напротив, если потенциал искажен (как для межатомного потенциала), усредненное по времени положение атома будет меняться по мере увеличения амплитуды вибрации. В среднем он (обычно) перемещается на большее межатомное расстояние с повышением температуры.

Конечно, этот процесс не является ни линейным, ни обязательно монотонным при всех температурах, что демонстрируют многие реальные материалы.

Это потенциальная энергия против графиков разделения атомов.

введите описание изображения здесь

Когда атом не колеблется, равновесное расстояние между атомами равно а о .

При повышении температуры кинетическая энергия, Е ! , Е 2 , Е 3 , Е 4 , Е 5 , атомов увеличивается, а амплитуда их колебаний увеличивается.
Для симметричного потенциала, как показано справа, среднее расстояние между атомами, показанное зелеными пятнами, остается неизменным при а о и материал не расширяется.

Однако для асимметричного графика потенциала, как показано слева, среднее расстояние между атомами увеличивается и постепенно становится больше, чем а о и материал расширяется.

Что такое Тепловое расширение? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v