膨張率（ぼう張率）

• 温度が1度上昇した際に、物体の長さや体積がもとの値に対してどの程度増加するかを示す割合のこと。
• 物質ごとに固有の値を持っており、金属の中ではアルミニウム、銅、鉄の順に膨張率が大きくなる。
• 膨張率の異なる金属を貼り合わせた「バイメタル」は、温度変化を物理的な動きに変えるスイッチとして広く応用されている。

解説

物質は熱を受け取ると、それを構成する原子や分子の熱運動が激しくなり、互いの距離が広がることで全体が大きくなります。これを熱膨張と呼び、その度合いを数値化したものが膨張率です。金属の球を加熱すると、それまで通り抜けていた金属の輪を通らなくなる実験は、この現象を視覚的に捉える代表的な例です。

膨張率は物質の種類によって決まっています。例えば、同じ温度変化を与えても、アルミニウムは鉄よりも大きく膨らみます。この性質の違いは、精密な機械設計や建築において非常に重要です。橋のつなぎ目に隙間が設けられているのも、夏の暑さで金属が膨張した際に、構造物がゆがんだり壊れたりするのを防ぐための工夫です。