Έχετε δει ποτέ μια σιδηροδρομική γραμμή; Μεταξύ δύο διαδοχικών σιδηροτροχιών υπάρχει ένας χώρος. Ομοίως, πολύ μεγάλες γέφυρες από σκυρόδεμα δεν είναι χτισμένες σε ένα μόνο τετράγωνο. Αποτελούνται από διάφορα τσιμεντόλιθους, χτισμένα δίπλα-δίπλα. Αυτοί οι χώροι αφήνονται από τους κατασκευαστές επειδή τα περισσότερα υλικά επεκτείνονται με την αύξηση της θερμοκρασίας.
Επομένως, όταν ένα υλικό (ή ουσία) θερμαίνεται, οι διαστάσεις του αλλάζουν. Στις περισσότερες περιπτώσεις που αφορούν στερεά, αυτές οι παραλλαγές παρατηρούνται εύκολα, αλλά μια παρατήρηση αυστηρή είναι σε θέση να υποδείξει παράγοντες που θα επηρεάσουν τη διαδικασία διαστολής που υπέστη το ουσία.
Καθώς η διόγκωση προκαλείται από την αύξηση της θερμοκρασίας, μπορούμε να πούμε ότι όσο μεγαλύτερη είναι η αύξηση της θερμοκρασίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η επέκταση. Έτσι, για όχι πολύ μεγάλες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, η διαστολή του μήκους είναι ανάλογη με αυτήν, που είναι κανονικά ανεπαίσθητη.
Όσον αφορά τη γραμμική επέκταση, μπορούμε να δηλώσουμε ότι ο τύπος υλικού επηρεάζει την επέκταση της ουσίας. Αυτό το χαρακτηριστικό των υλικών μπορεί να αντιπροσωπεύεται από έναν αριθμό που ονομάζεται ο συντελεστής διαστολής που λαμβάνεται πειραματικά και αυτό ενημερώνει πόσο μια μονάδα μήκους της ουσίας επεκτείνεται όταν υφίσταται μεταβολή θερμοκρασίας από 1 ° C.
Πώς κάθε ένας από αυτούς τους παράγοντες (διακύμανση θερμοκρασίας, αρχικό μήκος ράβδου και υλικό του το οποίο αποτελείται) επηρεάζει την επέκταση που μπορεί να μεταφραστεί μαθηματικά από πολύ απλός. Ας δούμε το παραπάνω σχήμα, σε αυτό έχουμε μια μεταλλική ράβδο μήκους L0 και αρχική θερμοκρασία T0, σε θερμαίνεται για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, θα έχει τελικό μήκος L και τελική θερμοκρασία ΠΡΟΣ ΤΗΝ.
Με αυτόν τον τρόπο, η μπάρα υφίσταται α γραμμική διαστολή ΔL που μπορεί να υπολογιστεί με τη διαφορά μεταξύ L και L0 όταν υπέστη μεταβολή στη θερμοκρασία του (ΔT) που υπολογίστηκε μεταξύ T και T0. Έτσι έχουμε:
ΔL = Λ0 .α .ΔΤ ή L = L0 (1+ α.ΔΤ)
Στο SI, το αρχικό μήκος της ράβδου δίνεται σε μέτρα, ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του υλικού α δίνεται σε K-1 και η αλλαγή θερμοκρασίας ΔT δίνεται σε Κ. Ωστόσο, είναι πιο συνηθισμένο να χρησιμοποιείται ο συντελεστής διαστολής του υλικού σε ° C-1 και διακύμανση θερμοκρασίας σε ° C.
Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm
