U termodinamičkim studijama vidjeli smo da toplinsko širenje nije ništa drugo nego povećanje dimenzija tijela kada dođe do povećanja temperature. Možemo reći da se to događa kod gotovo svih materijala u čvrstom, tekućem ili plinovitom stanju. Na temelju linearne dilatacije, gdje možemo izračunati povećanje veličine tijela u jednoj dimenziji, vidjet ćemo kako izračunati proširenje površine, odnosno povećanje njegove površine pri zagrijavanju tijela.
Površinska dilatacija čvrstih tvari
Razmotrimo lim (slika iznad) čije dimenzije, na temperaturi T0, su: širina L0 i visina L0. Dakle, vaše područje je: A0 = L02. Sada, ako zagrijemo ovu ploču na temperaturu T, veću od početne temperature, to ćemo vidjeti ploča će se proširiti, imajući veću površinu (A) od početne površine, kao što je prikazano na slici ispod.
Prema gornjoj slici vidimo da se metalna ploča nakon zagrijavanja povećala u dimenzijama, odnosno da je došlo do povećanja površine. Kako bi se izračunalo povećanje površine (ΔA = A – A0), kada je lim podvrgnut temperaturnoj varijaciji (ΔT = T – T
0), koristimo jednadžbu sličnu jednadžbi koja osigurava linearnu ekspanziju, tako da imamo:ΔA=A0 .β .ΔT ili A=A0 (1+ β. ΔT)
Gdje THE0 je početna površina ploče, β je koeficijent površinskog širenja lima i ΔT je temperaturna varijacija lima. Moramo to zapamtiti β = 2.α. U SI jedinice su m², K-1 i K. Važno je zapamtiti da, iako je Kelvin usvojena SI jedinica, °C je češći-1 i °C.
Autor: Domitiano Marques
Diplomirao fiziku
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm