Kada su tijela podvrgnuta temperaturnim promjenama, ona proširiti, odnosno trpe povećanje ili smanjenje svojih dimenzija. Vrijedno je napomenuti da je ta varijacija vrlo mala i da je često nije uočljiva golim okom, što zahtijeva opremu, poput mikroskopa, kako bi je mogla vizualizirati.
Tijela se šire kada im se temperatura povećava. Poznato je da su atomi koji je čine podložniji promjenama u tjelesnoj temperaturi, a time se prosječna udaljenost između njih povećava. Stoga tijelo dobiva nove dimenzije, odnosno širi se. Općenito govoreći, sva tijela nabreknu nakon zagrijavanja i stegnu se nakon smanjenja temperature.
Linearno proširenje je ono kod kojeg dolazi do varijacije samo u jednoj dimenziji, odnosno duljini materijala. Zamislite sljedeću situaciju: metalna šipka duljine Lja na temperaturi tja, zagrijava se na određenu temperaturu tf. Ono što se može vidjeti je da šipka nakon zagrijavanja više nije iste dužine, odnosno pretrpjela je promjene u svojoj dimenziji, u svojoj dužini, proširila se. Izgled:
Gdje je ΔL = Lf - Lja je varijacija duljine, odnosno linearno širenje šipke. I Δt = tf - tja je temperaturna varijacija šipke. Eksperimentalno se ispostavlja da:
- početna duljina (Lja) proporcionalna je početnoj temperaturi (tja);
- konačna duljina (Lf) proporcionalan je konačnoj temperaturi (tf);
- linearno širenje ovisi o materijalu koji čini šipku.
Kroz ove nalaze utvrđena je sljedeća jednadžba za linearno širenje tijela: ΔL = Ljaα t, gdje se α naziva koeficijent linearnog širenja, stalna je karakteristika materijala koji čini tijelo. Na primjer, za aluminij imamo α = 0,000023 po ° C (ili ° C-1), to znači da aluminij dilatira 23 milijunti dio svoje duljine na svakih 1 ° C varijacije u njegova temperatura, odnosno vrlo mala dilatacija koja se eventualno može vidjeti samo u mikroskop.
Napisao Marco Aurélio da Silva
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm