Dilatation linéaire. Comment se produit la dilatation linéaire ?

Lorsque les corps sont soumis à une variation de température, ils dilater, c'est-à-dire qu'ils subissent une augmentation ou une diminution de leurs dimensions. Il est à noter que cette variation est très faible, et qu'elle n'est souvent pas perceptible à l'œil nu, nécessitant ainsi un équipement, tel qu'un microscope, pour pouvoir la visualiser.
Les corps se dilatent lorsque leur température augmente. On sait que lorsqu'il y a une variation de la température corporelle, les atomes qui le constituent sont plus agités, avec cela la distance moyenne entre eux augmente. Par conséquent, le corps acquiert de nouvelles dimensions, c'est-à-dire qu'il se dilate. D'une manière générale, tous les corps gonflent après avoir été chauffés et se contractent après avoir vu leur température baisser.
L'expansion linéaire est celle dans laquelle il y a une variation dans une seule dimension, c'est-à-dire la longueur du matériau. Imaginez la situation suivante: une barre métallique de longueur L_je à la température t

_je, est chauffé à une certaine température t_F. Ce que l'on voit, c'est que le barreau, après chauffage, n'a plus la même longueur, c'est-à-dire qu'il a subi une variation dans sa dimension, dans sa longueur, il s'est dilaté. Voir:

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Où L = L_F – L_je est la variation de longueur, c'est-à-dire l'expansion linéaire de la barre. Et t = t_F – t_je est la variation de température de la barre. Expérimentalement, il s'avère que :
- la longueur initiale (L_je) est proportionnel à la température initiale (t_je);
- la longueur finale (L_F) est proportionnel à la température finale (t_F);
- l'expansion linéaire dépend du matériau qui compose la barre.
Grâce à ces résultats, l'équation suivante pour l'expansion linéaire des corps a été déterminée: L = L_jet, où est appelé coefficient de dilatation linéaire, est une caractéristique constante du matériau qui compose le corps. Par exemple, pour l'aluminium nous avons α = 0,000023 par °C (ou °C^-1), cela signifie que l'aluminium se dilate de 23 millionièmes de sa longueur à chaque 1°C de variation de sa température, c'est-à-dire une très petite dilatation que l'on ne peut éventuellement voir que dans microscope.

Par Marco Aurélio da Silva

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SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Dilatation linéaire"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm. Consulté le 27 juin 2021.