A termodinamikai vizsgálatok során láttuk, hogy a hőtágulás nem más, mint a test méreteinek növekedése hőmérsékletnövekedés esetén. Elmondhatjuk, hogy ez szinte minden szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú anyagnál előfordul. A lineáris dilatáció alapján, ahol ki tudjuk számítani egy test méretének növekedését egyetlen dimenzióban, meglátjuk, hogyan kell kiszámítani a felületi dilatáció, vagyis felületének növekedése a test felmelegedésekor.
Szilárd anyagok felületi dilatációja
Tekintsünk egy fémlemezt (fenti ábra), amelynek méretei T hőmérsékleten0, ezek: L szélesség0 és L magasságú0. Ezért az Ön területe: A0 = L02. Ha ezt a lemezt a kezdeti hőmérsékletnél nagyobb T hőmérsékletre melegítjük, akkor ezt látni fogjuk a lemez kitágul, nagyobb területtel (A), mint a kezdeti terület, amint az az ábrán látható lent.
A fenti ábra szerint azt látjuk, hogy a fémlemeznek a felmelegítés után megnőtt a mérete, vagyis megnőtt a területe. A terület növekedésének kiszámításához (ΔA = A – A0), amikor a fémlemez hőmérséklet-ingadozásnak van kitéve (ΔT = T – T
0), a lineáris bővítést biztosító egyenlethez hasonló egyenletet használunk, így van:ΔA=A0 .β .ΔT vagy A=A0 (1+ β. ΔT)
Ahol AZ0 a lemez kezdeti területe, β a lemez felületi tágulási együtthatója, ΔT pedig a fémlemez hőmérséklet-változása. Erre emlékeznünk kell β = 2.α. SI-ben a mértékegységek m², K-1 és K. Fontos megjegyezni, hogy bár a Kelvin az elfogadott SI-mértékegység, a °C gyakoribb-1 és a °C.
Írta: Domitiano Marques
Fizika szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm
