في الدراسات الديناميكية الحرارية ، رأينا أن التمدد الحراري ليس أكثر من زيادة في أبعاد الجسم عندما تكون هناك زيادة في درجة الحرارة. يمكننا القول أن هذا يحدث مع جميع المواد تقريبًا في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية. استنادًا إلى التمدد الخطي ، حيث يمكننا حساب الزيادة في حجم الجسم في بُعد واحد ، سنرى كيفية حساب تمدد السطحأي زيادة مساحة سطحه عند تسخين الجسم.
تمدد سطح المواد الصلبة
لنفكر في صفيحة معدنية (الشكل أعلاه) تكون أبعادها عند درجة الحرارة T0، هي: العرض L.0 والارتفاع L0. لذلك منطقتك هي: أ0 = لام02. الآن ، إذا قمنا بتسخين هذه اللوحة إلى درجة حرارة T ، أكبر من درجة الحرارة الأولية ، فسنرى ذلك سوف تتسع اللوحة ، بحيث تكون لها مساحة أكبر (أ) من المساحة الأولية ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
وفقًا للشكل أعلاه ، نرى أن الصفيحة المعدنية ، بعد تسخينها ، زادت أبعادها ، أي حدثت زيادة في مساحتها. من أجل حساب الزيادة في المساحة (ΔA = A - A0) ، عندما تتعرض الصفائح المعدنية لتغير في درجة الحرارة (ΔT = T - T0) ، نستخدم معادلة مشابهة للمعادلة التي توفر توسعًا خطيًا ، لذلك لدينا:
Δ أ = أ0 .β .ΔT أو A = A.0 (1+ β. ΔT)
أين ال0 هي المنطقة الأولية من اللوحة ، β هو معامل التمدد السطحي للصفائح و ΔT هو تغير درجة حرارة الصفائح المعدنية. علينا أن نتذكر ذلك β = 2.α. في SI الوحدات متر مربع ، ك-1 و K. من المهم أن تتذكر أنه على الرغم من أن كلفن هي وحدة النظام الدولي المعتمدة ، إلا أن درجة مئوية أكثر شيوعًا-1 ودرجة مئوية.
بقلم دوميتيانو ماركيز
تخرج في الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm