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 tělesa v jednom rozměru, uvidíme, jak vypočítat povrchová dilatace, tedy zvětšení jeho povrchu při zahřívání těla.
Povrchová dilatace pevných látek
Uvažujme plech (obrázek výše), jehož rozměry při teplotě T0, jsou: šířka L0 a výška L0. Vaše oblast je tedy: A0 = L02. Nyní, když tuto desku zahřejeme na teplotu T, větší než počáteční teplota, uvidíme to deska se roztáhne a bude mít větší plochu (A), než je počáteční plocha, jak je znázorněno na obrázku níže.
Podle výše uvedeného obrázku vidíme, že kovová deska po zahřátí zvětšila své rozměry, to znamená, že došlo ke zvětšení její plochy. Aby bylo možné vypočítat nárůst plochy (ΔA = A – A0), když je plech vystaven změnám teploty (ΔT = T – T0), používáme rovnici podobnou rovnici, která poskytuje lineární expanzi, takže máme:
ΔA=A0 .p .AT nebo A=A0 (1+ β. ΔT)
Kde THE0 je počáteční plocha desky, β je koeficient povrchové roztažnosti plechu a ΔT je teplotní změna plechu. To si musíme pamatovat β = 2.α. V SI jsou jednotky m², K-1 a K. Je důležité si uvědomit, že ačkoli Kelvin je přijatá jednotka SI, °C je běžnější-1 a °C.
Autor: Domitiano Marques
Vystudoval fyziku
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm