فاصله‌ی میانِ ذره‌ها
یک توپِ فوتبال را با تلمبه باد می‌کنید. تلمبه بارها و بارها هوای تازه به داخلِ توپ می‌فرستد، اما توپ از جایی به بعد دیگر بزرگ‌تر نمی‌شود؛ فقط سفت‌تر می‌شود. آن‌همه هوا کجا جا شد؟
گاز را می‌شود فشرد
یک بطریِ پلاستیکیِ خالیِ دربسته را با دست فشار دهید: کمی فرو می‌رود. حالا همان بطری را پر از آب کنید، درش را محکم ببندید و دوباره فشار دهید: تقریباً تکان نمی‌خورد. چرا؟
جوابش در فاصله‌ی میانِ ذره‌هاست:
- در جامد، ذره‌ها تنگِ هم و در جای خودشان‌اند و فقط درجا می‌لرزند.
- در مایع، ذره‌ها باز هم نزدیکِ هم‌اند، اما می‌توانند روی هم بلغزند و جابه‌جا شوند.
- در گاز، ذره‌ها از هم بسیار دورند و تند در همه‌ی جهت‌ها پرواز می‌کنند.
وقتی گاز را فشار می‌دهیم، ذره‌هایش در فضای خالیِ میانِ خودشان به هم نزدیک‌تر می‌شوند. اما در مایع و جامد، ذره‌ها از قبل به هم چسبیده‌اند و جای خالیِ زیادی نمانده است. برای همین است که در توپ و لاستیکِ خودرو و کپسولِ گاز، مقدارِ زیادی گاز را در فضای کمی جا می‌دهند.
گرما ذره‌ها را از هم دور می‌کند
ذره‌ها همیشه در حرکت‌اند. وقتی ماده‌ای را گرم می‌کنیم، ذره‌هایش تندتر حرکت می‌کنند و کمی از هم دورتر می‌شوند. نتیجه این است که ماده کمی بزرگ‌تر می‌شود. به این بزرگ‌تر شدن انبساط می‌گوییم.
گازها با گرم شدن خیلی بیشتر از مایع‌ها، و مایع‌ها بیشتر از جامدها انبساط پیدا می‌کنند. چند نمونه:
- توپِ پینگ‌پنگی که کمی فرورفته، در آبِ داغ دوباره صاف می‌شود، چون هوای داخلش انبساط پیدا می‌کند.
- لاستیکِ دوچرخه‌ای که در آفتابِ تابستان مانده، سفت‌تر می‌شود.
- در پل‌ها و ریل‌های راه‌آهن فاصله‌های کوچکی می‌گذارند تا آهن در گرمای تابستان جا برای انبساط داشته باشد.
در خانه امتحان کنید
با کمک یک بزرگ‌تر:
- یک توپِ پینگ‌پنگِ کمی فرورفته (که سوراخ نباشد) پیدا کنید.
- بزرگ‌تر کاسه‌ای را با آبِ داغِ کتری پر کند.
- توپ را با قاشق چند ثانیه در آبِ داغ نگه دارید و بیرون بیاورید.
- چه شد؟ با ذره‌های هوای درونِ توپ توضیحش بدهید.
هشدار
آبِ داغ را فقط بزرگ‌تر جابه‌جا کند و دستتان را در آن نبرید.
واژه‌های این درس
- فشرده شدن - جا گرفتنِ ماده در فضای کم‌تر، با نزدیک شدنِ ذره‌هایش به هم.
- انبساط - بزرگ‌تر شدنِ ماده با گرم شدن.
ایده‌ی اصلی
ذره‌های گاز از هم بسیار دورند، پس گاز را می‌شود فشرد اما مایع و جامد را نه. گرما ذره‌ها را تندتر و دورتر از هم می‌کند و مواد با گرم شدن انبساط پیدا می‌کنند، گازها از همه بیشتر.