Har du nogensinde set et jernbanespor? Mellem to på hinanden følgende jernbanestykker er der et mellemrum. Ligeledes er meget lange betonbroer ikke bygget i en enkelt blok. De består af flere betonblokke, bygget side om side. Disse rum efterlades af bygherrer, fordi de fleste materialer ekspanderer med stigende temperatur.
Derfor, når et materiale (eller et stof) opvarmes, ændres dets dimensioner. I de fleste tilfælde med faste stoffer bemærkes disse variationer let, men en observation streng er i stand til at indikere faktorer, der vil påvirke den udvidelsesproces, som lider af stof.
Da ekspansionen skyldes temperaturstigningen, kan vi sige, at jo større temperaturstigningen er, desto større er ekspansionen. For ikke meget store temperaturvariationer er længdeudvidelsen således proportional med den, idet den normalt er umærkelig.
Med hensyn til lineær ekspansion kan vi konstatere, at materialetypen har indflydelse på stoffets ekspansion. Denne egenskab ved materialer kan repræsenteres ved et tal kaldet den opnåede ekspansionskoefficient eksperimentelt, og det informerer om, hvor meget en længdeenhed af stoffet udvides, når det gennemgår temperaturvariation ved 1 ° C.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Hvordan hver af disse faktorer (temperaturvariation, startlinjelængde og materiale af som den består af) påvirker ekspansionen kan oversættes matematisk med en meget enkel. Lad os se figuren ovenfor, i den har vi en metallisk bjælke med længden L0 og starttemperaturen T0, ved opvarmes i et bestemt tidsrum, har den en endelig længde L og en endelig temperatur TIL.
På denne måde gennemgår bjælken en lineær udvidelse ΔL, der kan beregnes ved forskellen mellem L og L0, når den led en variation i dens temperatur (ΔT) beregnet mellem T og T0. Så vi har:
AL = L0 .α .ΔT eller L = L0 (1+ α.ΔT)
I SI er bjælkens oprindelige længde angivet i meter, koefficienten for lineær ekspansion af materialet α er angivet i K-1 og temperaturændringen ΔT er angivet i K. Imidlertid er det mere almindeligt at anvende materialets ekspansionskoefficient i ° C-1 og temperaturvariation i ° C.
Af Domitiano Marques
Uddannet i fysik
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Lineær udvidelse af faste stoffer"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm. Adgang til 28. juni 2021.
