Oletko koskaan katsonut rautatietä? Kahden peräkkäisen kiskokappaleen välissä on tila. Vastaavasti hyvin pitkiä betonisiltoja ei rakenneta yhteen lohkoon. Ne koostuvat useista betonilohkoista, jotka on rakennettu vierekkäin. Rakentajat jättävät nämä tilat, koska suurin osa materiaaleista laajenee lämpötilan noustessa.
Siksi, kun materiaalia (tai ainetta) kuumennetaan, sen mitat muuttuvat. Useimmissa kiinteitä aineita koskevissa tapauksissa nämä vaihtelut havaitaan helposti, mutta havainto tiukka pystyy osoittamaan tekijät, jotka vaikuttavat laajentumisprosessiin aine.
Koska paisuminen johtuu lämpötilan noususta, voimme sanoa, että mitä suurempi lämpötilan nousu, sitä suurempi paisuminen. Niinpä lämpötilavaihteluissa, jotka eivät ole kovin suuria, pidennys on verrannollinen siihen, mikä on normaalisti huomaamaton.
Lineaarisesta laajenemisesta voidaan todeta, että materiaalityypillä on vaikutusta aineen laajenemiseen. Tämä materiaalien ominaisuus voidaan esittää luvulla, jota kutsutaan saaduksi laajenemiskertoimeksi kokeellisesti ja se ilmoittaa kuinka paljon aineen pituuden yksikkö laajenee, kun se muuttuu lämpötilassa 1 ° C.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Kuinka kukin näistä tekijöistä (lämpötilan vaihtelu, tangon alkupituus ja josta se koostuu) vaikuttaa laajentumiseen, voidaan hyvin matemaattisesti kääntää yksinkertainen. Katsotaanpa yllä oleva kuva, siinä on metallipalkki, jonka pituus on L0 ja alkulämpötila T0, kohdassa kuumennetaan tietyn ajan, sillä on lopullinen pituus L ja loppulämpötila TO.
Tällä tavalla baari käy läpi a lineaarinen dilataatio ΔL, joka voidaan laskea L: n ja L0: n välisellä erolla, kun se kärsi lämpötilan vaihtelusta (ΔT) laskettuna T: n ja T0: n välillä. Joten meillä on:
ΔL = L0 .α. AT tai L = L0 (1+ α.ΔT)
SI: ssä tangon alkupituus ilmoitetaan metreinä, materiaalin a lineaarisen laajenemiskerroin K-1 ja lämpötilan muutos ΔT on annettu K. On kuitenkin tavallista käyttää materiaalin laajenemiskerrointa ° C: ssa-1 ja lämpötilan vaihtelu ° C: ssa.
Kirjoittanut Domitiano Marques
Valmistunut fysiikasta
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Kiintoaineiden lineaarinen dilataatio"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.
