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- 回答日時:
「熱」「温度」とは、要するに「分子」のエネルギーなので、これが「高い」と振動などの分子の「運動エネルギー」が大きくなり、外に飛び出そう、張り出そうとします。
「気体」なら「圧力」が大きくなって、同じ圧力なら「体積」が大きくなる、つまり膨張します。
ペットボトルに飲みかけのお茶やジュースを冷蔵庫に入れておくと、少しつぶれます。空気の分が「縮む(収縮する)」からです。温度が下がったので「膨張」の逆が起こったわけです。あまりやらない方がよいですが、ぺットボトルの飲みかけのお茶を温めれば膨張して、下手をすると破裂します。
「液体」「個体」では、「膨張」の比率が空気よりもかなり小さいので、あまり目立って膨張・収縮はしませんが、でも、起こっていることは同じです。内部の「運動エネルギー」とか「圧力」が高くなって「大きくなろうとしている」と考えてください。
では問題。
0℃ で 20m = 2000 cm
であったものが、
50℃ で「1.2 cm 伸びた」つまり「2001.2 cm になった」
ということです。
ということなので、「熱膨張率」(1℃ あたり、どれだけの割合が伸びたか)は次のように計算します。
(1) どれだけの割合が伸びたか。
「2000 cm が 1.2 cm 伸びた」ので、伸びた割合は
1.2 (cm) / 2000 (cm) = 0.0006
(2) 1℃ あたりに換算。
上記は、「0℃ → 50℃」のときの「伸び」なので、1℃(= 1K) あたりでは
0.0006 ÷ 50 = 0.000012 = 1.2 × 10^(-5) (/K)
(注)「1℃」は温度の高さなので、「温度差」を表すときには「1 K」(K:ケルビン)という値を使います。「絶対温度」の単位と考えればよいです。「絶対温度」の温度差は、「℃」で表した温度差と同じ値になります。
この回答へのお礼
お礼日時:2017/02/24 21:11
丁寧な解説ありがとうございます!
1つ1つしっかり考えていけばわかるんですね。解答は1つの式だけで導き出してたからわかりませんでした。
助かりました。
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