Jeste li ikad gledali željezničku prugu? Između dva uzastopna dijela tračnice postoji prostor. Isto tako, vrlo dugi betonski mostovi nisu izgrađeni u jednom bloku. Čine ih nekoliko betonskih blokova, izgrađenih jedan do drugog. Te prostore ostavljaju graditelji jer se većina materijala širi s porastom temperature.
Stoga se, kad se materijal (ili tvar) zagrije, njegove dimenzije mijenjaju. U većini slučajeva koje uključuju krutine, ove se varijacije lako uočavaju, ali promatranje rigorous je sposoban ukazati na čimbenike koji će utjecati na proces širenja koji trpi supstancija.
Kako je ekspanzija uzrokovana porastom temperature, možemo reći da što je veći porast temperature, to je veće širenje. Dakle, za ne jako velike promjene temperature, dilatacija duljine je proporcionalna s njom, koja je normalno neprimjetna.
Što se tiče linearnog širenja, možemo konstatirati da vrsta materijala utječe na širenje tvari. Ova karakteristika materijala može se predstaviti brojem koji se naziva dobiveni koeficijent ekspanzije eksperimentalno i to informira koliko se jedinica duljine tvari širi kad se podvrgava temperaturnim promjenama od 1 ° C.
Kako svaki od ovih čimbenika (varijacija temperature, početna duljina šipke i materijal od kojeg se sastoji) utječe na širenje može se matematički prevesti vrlo jednostavan. Pogledajmo gornju sliku, u njoj imamo metalnu šipku duljine L0 i početne temperature T0, na zagrijava se određeno vrijeme, imat će konačnu duljinu L i konačnu temperaturu DO.
Na taj način traka prolazi kroz linearna dilatacija ΔL koja se može izračunati razlikom između L i L0 kada je pretrpjela varijaciju u temperaturi (ΔT) izračunatu između T i T0. Tako imamo:
ΔL = L0 .α .ΔT ili L = L0 (1+ α.ΔT)
U SI je početna duljina šipke dana u metrima, a koeficijent linearnog širenja materijala α u K-1 a promjena temperature ΔT dana je u K. Međutim, uobičajenije je koristiti koeficijent širenja materijala u ° C-1 i promjena temperature u ° C.
Napisao Domitiano Marques
Diplomirao fiziku
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm