Теория:

Мы привыкли, что все предметы вокруг нас имеют постоянный размер и объём. Но так ли всё на самом деле?
 
Опыт 1.
На рисунке металлический шарик свободно проходит сквозь кольцо. В нижней точке он нагревается и увеличивается в объёме настолько, что в кольцо не проходит.
Когда шарик остынет, он вернётся в исходное состояние и снова легко пройдёт сквозь кольцо.
 
mednij-shar.gif
 
Рис. \(1\). Металлический шар проходит сквозь кольцо
 
Этот опыт подтверждает, что твёрдые тела могут менять размеры при изменении температуры.
 
Опыт 2.
Изменяется ли объём жидкости при нагревании?
  • Возьмём колбу с водой и закроем отверстие пробкой.
  • Вставим стеклянную трубочку в отверстие пробки.
  • Прогреем жидкость, находящуюся в колбе.
  • Уровень воды поднимется не только в колбе, но и в трубке.
Это происходит из-за того, что вода в колбе при нагревании расширяется, занимает весь предоставленный объём в колбе и продолжает заполнять трубку.
 
Если колбу не нагревать, дать жидкости остыть, то вода займёт первоначальный объём. При охлаждении жидкости уменьшаются в объёме.
 
kolba.gif
 
Рис. \(2\). Нагревание колбы с жидкостью
Объём тела можно изменить нагреванием и охлаждением:
  • при нагревании объём тел увеличивается пропорционально температуре: \(T\uparrow ~\Rightarrow V\uparrow\).
  • при охлаждении объём тел уменьшается пропорционально температуре: \(T\downarrow ~\Rightarrow V\downarrow\).
Заметим, что мы не можем бесконечно нагревать вещества. При определённых температурах в металлах начнётся процесс плавления, а в жидкостях — процесс кипения.
Опыты подтверждают гипотезу о том, что все вещества состоят из отдельных частичек — молекул, которые удаляются друг от друга при нагревании, и объём увеличивается, а когда частицы сближаются — объём уменьшается.
Источники:
Рис. 1. Металлический шар проходит сквозь кольцо. © ЯКласс.
Рис. 2. Нагревание колбы с жидкостью. © ЯКласс.