ガラス管の実験をしました。バーナーで加熱して曲げたり、引っ張ったりしました。その時、割れないように予熱しました。なぜ、ガラスは温度変化に弱いのか知りたいです。

A 回答 (3件)

こんばんは。



局部的に熱入力を加えた時にガラスが割れるのは、熱膨張のためです。熱を加えたところ以外は変形しませんが、滅せられた部分のみが膨張して、その変形をガラス管全体で吸収できなくなった時点でパチッと割れてしまいます。例えて言えば、石を割るのに、楔を叩き込んで割るようなものです。

耐熱ガラスがありますが、一般のガラスにほう酸を10~20%くらい溶かし込んでいます。これによって、ガラスの熱膨張率を下げているのです。熱膨張率が低い=熱変形が少ない。よって、局部的な熱に強い。(割れないと言うことではありません。あくまでも割れにくい。です)
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簡単に言うと、ガラスは大変熱伝導が悪く、そのためバーナーで加熱されたところは熱く、そのため膨張(膨らむこと)しようとします。


一方バーナーから離れたところはあまり熱くなっていないために、膨張しようとはしません。
このためガラスは温度変化に弱いんですよー。
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ガラスは他の物質に較べて熱膨張率(温度が変化したときに膨張する比率)が大きく、熱伝導率(熱の伝わりやすさ)が小さいため、加熱した一部分だけが急激に膨張し割れてしまいます。

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