Διαστολή και συστολή
Γιατί οι σιδηροτροχιές έχουν κενά και το μπαλόνι φουσκώνει στον ήλιο.
15 λεπτά
Θα μάθεις να
- Να εξηγείς ότι τα σώματα διαστέλλονται όταν ζεσταίνονται και συστέλλονται όταν κρυώνουν.
- Να συγκρίνεις πόσο διαστέλλονται τα στερεά, τα υγρά και τα αέρια.
- Να εξηγείς τη διαστολή με τα σωματίδια που κινούνται πιο γρήγορα και απομακρύνονται.
- Να αναγνωρίζεις τη διαστολή στην καθημερινή ζωή: θερμόμετρο, γέφυρες, καλώδια, βάζα.
Ένα μπαλόνι που φουσκώνει μόνο του
Πέρασε ένα ξεφούσκωτο μπαλόνι στο στόμιο ενός άδειου πλαστικού μπουκαλιού. Βάλε το μπουκάλι σε μια λεκάνη με ζεστό νερό από τη βρύση. Σε λίγο το μπαλόνι σηκώνεται και φουσκώνει λίγο. Βάλε μετά το μπουκάλι σε κρύο νερό με παγάκια: το μπαλόνι ξαναπέφτει.
Κανείς δεν φύσηξε μέσα. Ο ίδιος αέρας του μπουκαλιού, όταν ζεστάθηκε, χρειάστηκε περισσότερο χώρο.
Στερεά, υγρά, αέρια: ποιο αλλάζει περισσότερο
Διαστέλλονται και τα τρία, αλλά όχι το ίδιο:
| Πόσο διαστέλλεται | Πού το βλέπεις | |
|---|---|---|
| Αέρια | πολύ | το μπαλόνι στο μπουκάλι, η μπάλα που «σφίγγει» στον ήλιο |
| Υγρά | λιγότερο | το υγρό του θερμομέτρου που ανεβαίνει στο σωληνάκι |
| Στερεά | πολύ λίγο, σχεδόν αόρατα | μια μεταλλική μπίλια που ζεσταμένη δεν περνάει από έναν δακτύλιο |
Στα στερεά η αλλαγή είναι μικρή, αλλά όχι ασήμαντη. Μια σιδερένια γέφυρα πολλών μέτρων μακραίνει το καλοκαίρι κατά μερικά εκατοστά. Αν δεν έχει χώρο να μακρύνει, σπρώχνει με τεράστια δύναμη και μπορεί να στραβώσει.
Τι γίνεται μέσα στο υλικό
Θυμήσου ότι κάθε υλικό είναι φτιαγμένο από πάρα πολλά μικροσκοπικά σωματίδια, που κινούνται συνέχεια.
- Όταν το υλικό ζεσταίνεται, τα σωματίδια κινούνται πιο γρήγορα και απομακρύνονται λίγο το ένα από το άλλο. Όλο μαζί πιάνει περισσότερο χώρο.
- Όταν κρυώνει, κινούνται πιο αργά και πλησιάζουν. Πιάνει λιγότερο χώρο.
Η διαστολή γύρω σου
Οι μηχανικοί το ξέρουν και αφήνουν χώρο. Οι γέφυρες έχουν αρμούς διαστολής: μικρά κενά, σαν δόντια που μπαίνουν το ένα στο άλλο, για να μακραίνει και να κονταίνει η γέφυρα χωρίς να σπάει. Σε πολλές παλιές σιδηροδρομικές γραμμές οι ράγες έχουν μικρά κενά ανάμεσά τους για τον ίδιο λόγο.
Ας το κάνουμε μαζί
Παράδειγμα 1
Μια μεταλλική μπίλια περνάει ίσα ίσα από έναν μεταλλικό δακτύλιο. Ένας μεγάλος τη ζεσταίνει πολύ. Θα περνάει ακόμα;
Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.
Παράδειγμα 2
Γιατί το υγρό του θερμομέτρου βρίσκεται σε πολύ στενό σωληνάκι;
Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.
Ασκήσεις
Πρώτα ερωτήσεις με επιλογές: διαλέγεις, πατάς «Έλεγξε» και μαθαίνεις αμέσως αν το βρήκες και γιατί. Στο τέλος, λίγες ασκήσεις χωρίς επιλογές — εκεί κρύβεται μόνο η απάντηση.
Τα κατάφερες;
- Να εξηγείς ότι τα σώματα διαστέλλονται όταν ζεσταίνονται και συστέλλονται όταν κρυώνουν.
- Να συγκρίνεις πόσο διαστέλλονται τα στερεά, τα υγρά και τα αέρια.
- Να εξηγείς τη διαστολή με τα σωματίδια που κινούνται πιο γρήγορα και απομακρύνονται.
- Να αναγνωρίζεις τη διαστολή στην καθημερινή ζωή: θερμόμετρο, γέφυρες, καλώδια, βάζα.
Λύσε τις ασκήσεις πιο πάνω και θα δεις εδώ πού στέκεσαι.