Номер 2, страница 17 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Контрольная работа № 1. Вариант 4 - номер 2, страница 17.

Условие.

2. Почему проволока изменяет свою длину при изменении температуры?

Решение.

Изменение длины проволоки при изменении температуры — это физическое явление, которое называется тепловым расширением. Его причина кроется в молекулярном строении вещества.

Любое твёрдое тело, включая металлическую проволоку, состоит из атомов, образующих кристаллическую решётку. Эти атомы не находятся в состоянии покоя, а постоянно совершают колебательные движения около своих положений равновесия. Температура тела является мерой средней кинетической энергии движения этих частиц.

При нагревании проволока поглощает тепловую энергию. Эта энергия передаётся атомам, в результате чего их кинетическая энергия увеличивается. Они начинают колебаться быстрее и с большей амплитудой (то есть, на большее расстояние от своего среднего положения). Увеличение амплитуды колебаний приводит к тому, что среднее расстояние между соседними атомами также увеличивается. Когда все межатомные расстояния по всей длине проволоки увеличиваются, это проявляется на макроуровне как удлинение проволоки.

При охлаждении происходит обратный процесс. Проволока отдаёт тепло, средняя кинетическая энергия её атомов уменьшается. Они колеблются с меньшей амплитудой, среднее расстояние между ними сокращается. В результате общая длина проволоки уменьшается — она сжимается.

Величина этого изменения длины ($\Delta L$) зависит от первоначальной длины ($L_0$), изменения температуры ($\Delta T$) и от материала, из которого сделана проволока. Эта зависимость описывается формулой линейного теплового расширения:
$\Delta L = \alpha \cdot L_0 \cdot \Delta T$
где $\alpha$ — это коэффициент линейного теплового расширения, постоянная величина для каждого конкретного материала.

Ответ: Проволока изменяет свою длину при изменении температуры из-за явления теплового расширения (или сжатия). При нагревании атомы вещества начинают колебаться с большей амплитудой, увеличивая среднее расстояние между собой, что приводит к удлинению проволоки. При охлаждении амплитуда колебаний атомов уменьшается, что ведёт к сокращению межатомных расстояний и укорачиванию проволоки.