体が増加したとき 温度、それを構成する分子はエネルギーを受け取り、攪拌され、オブジェクトの寸法の増加を引き起こします。 この現象はとして知られています 熱膨張. 同様に、物体が冷却されると、そのエネルギーが減少し、分子の攪拌も減少し、その寸法の減少を引き起こします。これは、 収縮 熱の.
THE 熱膨張 3つの方法で分類できます。 線形, 浅い そして 容積測定.
線形熱膨張
いつ 温度変化 2点間の距離を変更するための物体の 線形熱膨張、これは、とりわけ、棒の長さ、球の半径、立方体または正方形の対角線の変化である可能性があります。
例として、長さLの鉄の棒を考えてみましょう0 初期温度Tで私. あなたの温度をTに上げることによってf 、長さはLに増加します。 写真を見てください：
温度上昇による線熱膨張図
温度変化（ΔT）は、最終温度と初期温度の差です。
ΔT= Tf -T私
この温度変化によって生じる線熱膨張（ΔL）は、最終的な長さLと初期の長さLの差です。0:
ΔL= L-L0
バーが受けるこの膨張は、温度変化とバーの初期長さに比例するため、次の式で計算することもできます。 線形熱膨張の法則 式によって：
ΔL=α。 L0. ΔT
比例定数αはと呼ばれます 線形熱膨張係数 バーを構成する材料の。 その測定単位は摂氏の逆数であり、ºCで表されます。 -1. この量は、材料の種類ごとに異なる値を想定しており、長さの単位ごとおよび温度変化の単位ごとの線熱膨張を表します。
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一部の物質の線熱膨張係数の値については、次の表を参照してください：
物質 |
係数（10-6 °C -1) |
鉛 |
27 |
アルミニウム |
25 |
銀 |
20 |
ケイ素 |
2,6 |
鋼 |
14 |
ゴールド |
15 |
線形熱膨張のグラフィック表現
長さ対温度のグラフから線形熱膨張を得ることができます。
線形熱膨張の長さ対温度のグラフ
次の理由から、角度φを線形熱膨張の法則に関連付けることができます。
ΔL=α。 L0. ΔT
そして
ΔL = α. L0
ΔT
であること 直線角度係数 これは温度による長さの変化を表し、次の式で与えられます。
tgφ= ΔL
ΔT
すぐに：
tgφ=α。 L0
初期の長さをゼロに等しくすることはできないため、線は点0を通過できません。
線形熱膨張の結果の1つは、たとえば、線路や歩道に存在する伸縮継手（タイトルの図）などのエンジニアリング作業で見ることができます。 それらは単に、によって引き起こされた拡張のために建設の一部に残された小さな空きスペースです 火災や自然変動などの温度変化は、構造に損傷を与えません。 建物。 これらの伸縮継手が存在しなかった場合、温度が上昇すると、コンクリートまたはハードウェアが曲がったり破損したりする可能性があります。
マリアン・メンデス
物理学を卒業
学校や学業でこのテキストを参照しますか？ 見てください：
TEIXEIRA、マリアンメンデス。 "線形熱膨張とは何ですか？"; ブラジルの学校. で利用可能： https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-dilatacao-termica-linear.htm. 2021年6月28日にアクセス。
