V termodynamických studiích jsme viděli, že tepelná roztažnost není nic jiného než zvětšení rozměrů tělesa, když dojde ke zvýšení teploty. Můžeme říci, že k tomu dochází téměř u všech materiálů v pevném, kapalném nebo plynném stavu. Na základě lineární dilatace, kde můžeme vypočítat zvětšení velikosti těla v jedné dimenzi, uvidíme, jak vypočítat povrchová dilatace, tj. zvětšení jeho povrchové plochy při zahřátí těla.
Povrchová dilatace pevných látek
Uvažujme o plechu (obrázek výše), jehož rozměry, při teplotě T0, jsou: šířka L0 a výška L0. Vaše oblast tedy je: A0 = L02. Nyní, pokud zahřejeme tuto desku na teplotu T, vyšší než počáteční teplota, uvidíme to deska se roztáhne a bude mít větší plochu (A) než počáteční oblast, jak je znázorněno na obrázku níže.
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
Podle výše uvedeného obrázku vidíme, že po zahřátí kovové desky došlo ke zvětšení jejích rozměrů, to znamená, že došlo ke zvětšení její plochy. Pro výpočet zvětšení plochy (ΔA = A - A0), když je plech vystaven teplotním změnám (ΔT = T - T
0), používáme rovnici podobnou rovnici, která poskytuje lineární expanzi, takže máme:ΔA = A0 .β .ΔT nebo A = A0 (1+ β. ΔT)
Kde THE0 je počáteční plocha desky, β je koeficient povrchové roztažnosti plechu a ΔT je kolísání teploty plechu. Musíme si to pamatovat β = 2.α. V SI jsou jednotky m², K-1 a K. Je důležité si uvědomit, že ačkoli je Kelvin adoptovanou jednotkou SI, ° C je běžnější-1 a ° C.
Autor: Domitiano Marques
Vystudoval fyziku
Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Povrchová dilatace pevných látek"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.
