¿Por qué no aumenta el tamaño de una molécula con un aumento de la temperatura?

Dependiendo de lo que llames el tamaño de la molécula, esto puede o no ser cierto.

Las distancias de enlace ideales no dependen de la temperatura. Pero están vibrando todo el tiempo. Si aumenta la temperatura, los átomos en ambos lados del enlace covalente vibrarán más fuerte, pero alrededor del mismo mínimo. Esto es como una cuerda de guitarra: si la pones más fuerte, vibra con una amplitud más amplia, pero alrededor de la misma posición central.

Ahora, si pones otra molécula al lado de tu molécula caliente que vibra salvajemente, recibe una sacudida de los átomos vibrantes a distancias más grandes que cuando la temperatura es más baja (para la cuerda de la guitarra: si acercas tu dedo a ella, se empuja Anteriormente, la cadena parece ocupar más espacio a pesar de que no es más grande). Por lo tanto, las moléculas vecinas permanecerán a distancias ligeramente mayores a temperaturas más altas, causando la expansión del material a granel.

Como dijo Rob, esto depende de lo que entiendas por tamaño. Las moléculas se mantienen unidas por enlaces, por lo que aumentar el tamaño de las moléculas significa que tienes que estirar estos enlaces. Puede considerar dos definiciones diferentes de tamaño aquí, la estructura promediada por vibración y la sección transversal de interacción efectiva. Etiquetamos los movimientos relativos de los átomos en las moléculas como vibraciones, el aumento de la temperatura puede aumentar la amplitud de estas vibraciones, pero la estructura promediada vibratoriamente no aumentará a partir de esto (al menos en la aproximación armónica). Sin embargo, la molécula está pasando una cierta cantidad de tiempo como ‘más grande’ (¡pero también como más pequeña!) Y esto significa que puede interactuar con otras moléculas desde una distancia mayor, por lo que su sección transversal de interacción ha aumentado (esto puede depender de la escala de tiempo que usted están considerando).

La materia está compuesta de átomos y moléculas que se mueven constantemente.

Cuando se agrega calor a una sustancia, las moléculas y los átomos vibran más rápido. A medida que los átomos vibran más rápido, el espacio entre los átomos aumenta. El movimiento y el espaciamiento de las partículas determina el estado de la materia de la sustancia. El resultado final del aumento del movimiento molecular es que el objeto se expande y ocupa más espacio.

Sólido a diferentes temperaturas

Sin embargo, la masa del objeto sigue siendo la misma. Los sólidos, líquidos y gases se expanden cuando se agrega calor. Cuando el calor deja todas las sustancias, las moléculas vibran más lentamente. Los átomos pueden acercarse, lo que resulta en la contracción de la materia. Nuevamente, la masa no cambia.

La sustancia se expande al calentarse debido a la energía cinética, pero el tamaño de la molécula no se ve afectado por la temperatura, sin embargo, el aumento de la temperatura causa vibración molecular y otros tipos de movimiento.