Už jste někdy sledovali železniční trať? Mezi dvěma po sobě následujícími kusy kolejnice je mezera. Stejně tak velmi dlouhé betonové mosty nejsou stavěny v jednom bloku. Jsou složeny z několika betonových bloků, postavených vedle sebe. Tyto prostory nechávají stavitelé, protože většina materiálů expanduje se zvyšující se teplotou.
Když se tedy materiál (nebo látka) zahřeje, změní se jeho rozměry. Ve většině případů týkajících se pevných látek lze tyto variace snadno zaznamenat, ale pozorování rigorózní je schopen označit faktory, které ovlivní dilatační proces, kterým EU trpí látka.
Protože expanze je způsobena zvýšením teploty, můžeme říci, že čím větší je zvýšení teploty, tím větší je expanze. Pro nepříliš velké odchylky teploty je tedy dilatace délky úměrná tomu, co je obvykle nepostřehnutelné.
Pokud jde o lineární expanzi, můžeme konstatovat, že typ materiálu má vliv na expanzi látky. Tuto charakteristiku materiálů lze představovat číslem, které se nazývá koeficient roztažnosti, který se získá experimentálně a který informuje o tom, o kolik se jednotka délky látky roztahuje, když prochází teplotními výkyvy 1 ° C.
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
Jak každý z těchto faktorů (kolísání teploty, počáteční délka tyče a materiál z ze kterého se skládá) ovlivňuje expanzi lze matematicky přeložit pomocí velmi jednoduchý. Podívejme se na výše uvedený obrázek, kde máme kovovou tyč délky L0 a počáteční teploty T0, na být zahříván po určitou dobu, bude mít konečnou délku L a konečnou teplotu NA.
Tímto způsobem bar prochází a lineární dilatace ΔL, které lze vypočítat z rozdílu mezi L a L0, když došlo ke změně jeho teploty (ΔT) vypočítané mezi T a T0. Takže máme:
ΔL = L0 .α .ΔT nebo L = L0 (1+ α.ΔT)
V SI je počáteční délka tyče uvedena v metrech, koeficient lineární roztažnosti materiálu α je uveden v K-1 a změna teploty ΔT je dána v K. Je však běžnější použít koeficient roztažnosti materiálu ve ° C-1 a kolísání teploty ve ° C.
Autor: Domitiano Marques
Vystudoval fyziku
Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Lineární dilatace pevných látek"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm. Zpřístupněno 28. června 2021.
