_2. ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ_

   
         
    1. Η πυκνότητα εξαρτάται από τη θερμοκρασία.    
     
 Η μάζα (m) ενός αντικειμένου δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αντικειμένου. Δηλαδή, όταν αυξάνεται ή ελαττώνεται η θερμοκρασία του αντικειμένου, η μάζα του παραμένει σταθερή. Τι συμβαίνει όμως με την πυκνότητά του ;

 Όταν ένα αντικείμενο ζεσταίνεται, ο όγκος του (V) αυξάνει. Άρα η πυκνότητά του ελαττώνεται, αφού η μάζα του (m) παραμένει σταθερή. Αντίθετα, όταν ένα αντικείμενο ψύχεται, η πυκνότητά του μικραίνει.

Γνωρίζετε ήδη ότι ένα αντικείμενο επιπλέει σε ένα ρευστό (υγρό ή αέριο) αν έχει μικρότερη πυκνότητα, ενώ πάει στο κάτω μέρος του, αν έχει μεγαλύτερη πυκνότητα. Γι’ αυτό τα ζεστότερα στρώματα ενός ρευστού είναι στο πάνω μέρος, ενώ τα ψυχρότερα βρίσκονται στο κάτω μέρος του.

   
       
   


   
    2. Ανώμαλη θερμοκρασιακή συμπεριφορά του νερού    
   
Μάθατε ότι όταν τα αντικείμενα ζεσταίνονται, τότε διαστέλλονται και αντίθετα όταν ψύχονται συστέλλονται.
Ωστόσο δεν συμβαίνει το ίδιο και με το νερό! Το νερό, όταν η θερμοκρασία του κυμαίνεται μεταξύ 0 και 4 οC, ξεφεύγει από τον παραπάνω κανόνα: Όσο η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται από τους 0 στους 4 οC, ο όγκος του ελαττώνεται και επομένως η πυκνότητά του μεγαλώνει! Από τους 4 οC και πάνω συμπεριφέρεται κανονικά, όπως και τα συνηθισμένα υγρά.
Άρα το νερό παρουσιάζει τη μεγαλύτερη πυκνότητα στους 4 οC και όχι στους
0 οC που γίνεται πάγος. Ο πάγος λοιπόν έχει μικρότερη πυκνότητα από το νερό των 4 οC και επιπλέει σ’ αυτό.
   
Η ιδιόρρυθμη συμπεριφορά του νερού έχει πολύ μεγάλη βιολογική σημασία: Χάρη σ’ αυτή είναι δυνατή η διατήρηση της υδρόβιας ζωής στις παγωμένες λίμνες και ποταμούς κατά τη διάρκεια του χειμώνα.  
   


    Ο πάγος βρίσκεται
    πάντοτε στην επιφάνεια
    της παγωμένης λίμνης.

Όταν η θερμοκρασία του νερού πέσει στους 4 οC, η πυκνότητά του είναι μέγιστη και επομένως βυθίζεται.
Τα επιφανειακά στρώματα της λίμνης παγώνουν σταδιακά, αλλά τα βαθύτερα στρώματα διατηρούνται σε θερμοκρασία
4 οC.
Έτσι, οι υδρόβιοι οργανισμοί καταφέρνουν να επιβιώσουν κατά τη διάρκεια του χειμώνα, στον πυθμένα της παγωμένης λίμνης.
Βέβαια, τα παγωμένα στρώματα επεκτείνονται σταδιακά από την επιφάνεια προς τον πυθμένα. Ο χειμώνας, όμως, δεν διαρκεί τόσο, ώστε να παγώσει όλο το νερό της λίμνης.

   


   
    3. Δυνάμεις κατά τη διαστολή των σωμάτων    
     

Κατά τη διαστολή ενός αντικειμένου, οι διαστάσεις του αυξάνονται.
Αν με οποιοδήποτε τρόπο εμποδίσουμε την αύξηση αυτή, τότε το σώμα που διαστέλλεται αναπτύσσει  πάνω στο εμπόδιο ισχυρότατες δυνάμεις, που ονομάζονται δυνάμεις θερμικής διαστολής.

Έτσι, λόγω των δυνάμεων θερμικής διαστολής ένα ποτήρι από κοινό γυαλί θα σπάσει, όταν χύσουμε απότομα σε αυτό καυτό νερό.

Οι σιδηροδρομικές γραμμές και οι μεταλλικοί σύνδεσμοι στις γέφυρες μπορεί να παραμορφωθούν τις θερμές ημέρες του καλοκαιριού. Γι΄ αυτό υφίστανται ειδική μηχανική επεξεργασία και προβλέπονται οδοντωτοί σύνδεσμοι, ώστε να υπάρχει ο απαραίτητος χώρος για ελεύθερη, ανεμπόδιστη θερμική διαστολή.


    Οι δυνάμεις διαστολής
    παραμόρφωσαν αυτέςτις
    σιδηροτροχιές μια πολύ
    ζεστή μέρα.