U termodinamičkim istraživanjima vidjeli smo da toplinsko širenje nije ništa drugo do povećanje dimenzija tijela kada postoji porast temperature. Možemo reći da se to događa s gotovo svim materijalima u krutom, tekućem ili plinovitom stanju. Na temelju linearne dilatacije, gdje možemo izračunati povećanje veličine tijela u jednoj dimenziji, vidjet ćemo kako izračunati površinsko širenje, odnosno povećanje njegove površine kada se tijelo zagrije.
Površinsko širenje čvrstih tijela
Razmotrimo lim (slika gore) čije su dimenzije na temperaturi T0, jesu: širina L0 a visina L0. Dakle, vaše područje je: A0 = L02. Sad, ako zagrijemo ovu ploču na temperaturu T, veću od početne temperature, vidjet ćemo to ploča će se proširiti, imajući veću površinu (A) od početne površine, kao što je prikazano na slici ispod.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Prema gornjoj slici, vidimo da su metalnoj ploči nakon zagrijavanja povećane dimenzije, odnosno došlo je do povećanja njezine površine. Da bi se izračunao porast površine (ΔA = A - A
0), kada je lim izložen temperaturnim promjenama (ΔT = T - T0), koristimo jednadžbu sličnu jednadžbi koja pruža linearno širenje, pa imamo:ΔA = A0 .β .ΔT ili A = A0 (1+ β. ΔT)
Gdje THE0 početno područje ploče, β je koeficijent površinskog širenja lima, a ΔT je temperaturna varijacija lima. Toga se moramo sjetiti β = 2.α. U SI jedinice su m², K-1 i K. Važno je zapamtiti da, iako je Kelvin usvojena SI jedinica, ° C je češća-1 i ° C.
Napisao Domitiano Marques
Diplomirao fiziku
Želite li uputiti ovaj tekst u školskom ili akademskom radu? Izgled:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Površinsko širenje krutina"; Brazil škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm. Pristupljeno 27. lipnja 2021.