熱膨張
物理学では、熱膨張とは、温度の変化に応じて物質の体積が変化する可能性のことです。物質が加熱されると、その基本的な粒子はより速く動き回り、それによって一般的にはより大きな平均分離を維持します。温度の上昇に伴って収縮する物質は非常に珍しく、この効果は大きさに制限があり、限られた温度範囲内でしか発生しません。膨張の度合いを温度の変化で割ったものを熱膨張係数といい、一般的には温度によって変化します。
温度計は熱膨張を利用した例です。彼らは、温度とともに体積が変化すると、一方向（チューブに沿って）にしか移動できない液体を含んでいます。
熱膨張はレールの座屈を引き起こす可能性があるため、列車にとって問題となる可能性があります。レールにはモニターが設置されており、異常に高温になった場合には警告を発したり、摩擦熱を減らすために列車を減速させたりすることができるようになっています。レールの内側には、太陽の熱線を反射して座屈の原因にならないように白く塗装されることもあります。
質問と回答
Q:物理学における熱膨張とは何ですか?
A:物理学における熱膨張とは、物質が温度の変化に応じて体積が変化する傾向のことです。
Q: 物質が加熱されると、その物質の基本粒子はどうなりますか。
A: 物質が加熱されると、その基本粒子はより速く移動し、より大きな平均分離を維持します。
Q: 温度が上昇すると収縮する物質は一般的ですか、それとも珍しいですか?
A: 温度が上昇すると収縮する物質は一般的ではありません。
Q: 熱膨張係数とは何ですか?
A: 熱膨張係数とは、膨張の程度を材料の温度変化で割ったもので、一般に温度によって変化します。
Q: 熱膨張は列車にとって問題になりますか?
A: はい、熱膨張はレールの座屈の原因となるため、列車にとって問題となる可能性があります。
Q: 温度計はどのように熱膨張を利用しているのですか?
A: 温度計の内部には液体が入っており、温度によって体積が変化すると、液体は一方向（チューブに沿って）にしか動くことができません。
Q: 電車のレールに取り付けられたモニターは、温度が異常に高くなるとどうなりますか?
A: 電車のレールに取り付けられたモニターは、温度が異常に高くなった場合、当局に警告を発し、摩擦熱を減らすために速度を落とすよう電車に指示することができます。
