【固体热膨胀】

固体热膨胀现象，从微观的观点来分析，它是由于固体中相邻粒子间的平均距离随温度的升高而增大引起的。晶体中两相邻粒子间的势能是它们中心距离的函数，根据这种函数关系所描绘的曲线，如图 2－9 所示，称

为势能曲线。它是一条非对称曲线。在一定温度下，粒子在平衡位置附近振动、具有的动能为 EK，总能量为 EK 与相互作用能 EK 之和，它在整个运

动过程中是守恒的。图中，粒子间最接近的距离是 r＇，最远的距离是 r

″。由于距离减小所引起的斥力增长比由于距离增大所引起的引力快的多，因而粒子间接近的

■图 2-9

距离与粒子间远离的距离关系是

r0-r′<r″-r。所以两相邻粒子中心的平均距离为

r = r′ + r″ > r

2 0

随温度的升高，Ek 增大，平均距离亦增大。图中曲线OO＇表示r随Ek 而变

的情形。由此可见，当晶体温度升高，粒子热振动加剧，体积膨胀。