Haben Sie schon einmal eine Bahnstrecke gesehen? Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schienenstücken befindet sich ein Leerzeichen. Ebenso werden sehr lange Betonbrücken nicht in einem einzigen Block gebaut. Sie bestehen aus mehreren nebeneinander gebauten Betonblöcken. Diese Räume werden von Bauherren belassen, da sich die meisten Materialien mit steigender Temperatur ausdehnen.
Wenn ein Material (oder eine Substanz) erhitzt wird, ändern sich daher seine Abmessungen. In den meisten Fällen mit Feststoffen sind diese Variationen leicht zu erkennen, aber eine Beobachtung rigoros ist in der Lage, Faktoren anzugeben, die den Dilatationsprozess beeinflussen, unter dem die Substanz.
Da die Ausdehnung durch die Temperaturerhöhung verursacht wird, können wir sagen, dass die Ausdehnung umso größer ist, je größer die Temperaturerhöhung ist. Somit ist bei nicht sehr großen Temperaturschwankungen die Längendilatation proportional dazu, da sie normalerweise nicht wahrnehmbar ist.
Bezüglich der Längenausdehnung können wir sagen, dass die Art des Materials einen Einfluss auf die Ausdehnung des Stoffes hat. Diese Eigenschaft von Materialien kann durch eine Zahl dargestellt werden, die als Ausdehnungskoeffizient bezeichnet wird experimentell und das gibt Auskunft darüber, um wie viel sich eine Längeneinheit des Stoffes ausdehnt, wenn er Temperaturschwankungen unterliegt von 1°C.
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Wie jeder dieser Faktoren (Temperaturschwankung, anfängliche Stablänge und Material des aus denen sie besteht) beeinflusst die Expansion mathematisch mit einem sehr einfach. Sehen wir uns die obige Abbildung an, darin haben wir einen metallischen Stab der Länge L0 und der Anfangstemperatur T0, at für eine bestimmte Zeit erhitzt werden, hat es eine Endlänge L und eine Endtemperatur ZU.
Auf diese Weise erfährt die Bar eine lineare Dilatation ΔL, das durch die Differenz zwischen L und L0 berechnet werden kann, wenn es eine Temperaturschwankung (ΔT) erlitt, die zwischen T und T0 berechnet wurde. Also haben wir:
L=L0 .α .ΔT oder L=L0 (1+ α.ΔT)
In SI wird die Anfangslänge des Stabes in Metern angegeben, der Längenausdehnungskoeffizient des Materials α wird in K. angegeben-1 und die Temperaturänderung ΔT ist in K angegeben. Es ist jedoch üblicher, den Ausdehnungskoeffizienten des Materials in °C. zu verwenden-1 und Temperaturschwankung in °C.
Von Domitiano Marques
Abschluss in Physik
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SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Lineare Dilatation von Feststoffen"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm. Zugriff am 28. Juni 2021.
