题目
以下材料中,热膨胀系数最小的是()A. 铝B. 氧化铝C. 金刚石D. 聚乙烯
以下材料中,热膨胀系数最小的是()
A. 铝
B. 氧化铝
C. 金刚石
D. 聚乙烯
题目解答
答案
C. 金刚石
解析
热膨胀系数反映了材料受热时体积膨胀的程度。本题需比较四种材料的热膨胀系数大小,关键在于理解材料类型与热膨胀系数的关系:
- 原子晶体(如金刚石):共价键强度极大,原子排列致密,热膨胀系数极低。
- 离子晶体(如氧化铝):离子键较强,热膨胀系数较低。
- 金属晶体(如铝):金属键较弱,自由电子易受热激发,热膨胀系数较高。
- 高分子材料(如聚乙烯):分子间作用力弱,热膨胀系数显著较高。
因此,原子晶体的热膨胀系数最小,金刚石为正确选项。
材料类型与热膨胀系数分析
-
铝(金属晶体)
金属键通过自由电子传递,温度升高时原子振动加剧,导致较大的膨胀。铝的热膨胀系数约为23×10⁻⁶/°C。 -
氧化铝(离子晶体)
离子键强度较高,原子排列规则,热膨胀系数较低,约为8.5×10⁻⁶/°C。 -
金刚石(原子晶体)
共价键强度极大,原子间结合极牢固,热膨胀系数仅为1.1×10⁻⁶/°C,显著低于其他选项。 -
聚乙烯(高分子材料)
分子链间为弱范德华力,温度升高时分子运动加剧,热膨胀系数高达150×10⁻⁶/°C。
结论:金刚石的热膨胀系数最小。