Når kroppe udsættes for en variation i temperaturen de udvides, det vil sige, de lider af en stigning eller et fald i deres dimensioner. Det er værd at bemærke, at denne variation er meget lille, og at den ofte ikke er synlig for det blotte øje, hvilket kræver udstyr, såsom et mikroskop, for at kunne visualisere det.
Kroppe udvides, når deres temperatur stiger. Det er kendt, at når der er en variation i kropstemperaturen, er atomerne, der udgør den, mere ophidsede, hvorved den gennemsnitlige afstand mellem dem stiger. Derfor får kroppen nye dimensioner, det vil sige den udvides. Generelt svulmer alle kroppe op efter opvarmning og trækker sig sammen efter at temperaturen er reduceret.
Lineær ekspansion er den, hvor der kun er variation i en dimension, dvs. materialets længde. Forestil dig følgende situation: en metalstang med længden Ljeg ved temperatur tjeg, opvarmes til en bestemt temperatur tf. Hvad man kan se er, at stangen efter opvarmning ikke længere har samme længde, det vil sige den har gennemgået en variation i dens dimension, i sin længde har den udvidet. Se:
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Hvor ΔL = L.f - Ljeg er variationen i længde, det vil sige linjens ekspansion. Og Δt = tf - tjeg er temperaturvariationen i bjælken. Eksperimentelt viser det sig, at:
- den oprindelige længde (L.jeg) er proportional med starttemperaturen (tjeg);
- den endelige længde (L.f) er proportional med den endelige temperatur (tf);
- lineær ekspansion afhænger af det materiale, der udgør stangen.
Gennem disse fund blev følgende ligning for lineær ekspansion af legemerne bestemt: AL = Ljegα thvor α kaldes lineær ekspansionskoefficient, er en konstant egenskab ved det materiale, der udgør kroppen. For eksempel har vi for aluminium α = 0,000023 pr. ° C (eller ° C-1), betyder det, at aluminium udvider 23 milliontedele af sin længde ved hver 1 ° C variation i dens temperatur, det vil sige en meget lille udvidelse, der muligvis kun kan ses i mikroskop.
Af Marco Aurélio da Silva
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Lineær udvidelse"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm. Adgang til 27. juni 2021.
