신체가 증가 할 때 온도, 그것을 구성하는 분자는 에너지를 받고 동요되어 물체의 크기를 증가시킵니다. 이 현상은 열 팽창. 비슷하게, 몸이 냉각되면 에너지가 감소하고 분자 교반도 감소하여 크기가 감소합니다. 축소 열의.
그만큼 열 팽창 세 가지 방법으로 분류 할 수 있습니다. 선의, 얕은 과 체적.
선형 열 팽창
때 온도 변화 두 점 사이의 거리를 변경하려면 선형 열팽창, 바의 길이, 구의 반경, 큐브 또는 정사각형의 대각선 등의 변형이 될 수 있습니다.
예를 들어 길이가 L 인 철봉을 고려하십시오.0 초기 온도 T나는. 온도를 T로 올리면에프 , 길이가 L로 늘어납니다. 사진을 봐:
온도 상승으로 인한 선형 열 팽창을 보여주는 다이어그램
온도 변화 (ΔT)는 최종 온도와 초기 온도의 차이입니다.
ΔT = T에프 -T나는
이 온도 변화에 의해 생성 된 선형 열팽창 (ΔL)은 최종 길이 L과 초기 길이 L의 차이입니다.0:
Δ L = L-L0
막대가 겪는 이러한 팽창은 온도 변화와 막대의 초기 길이에 비례하므로 다음과 같이 계산할 수도 있습니다. 선형 열 팽창의 법칙 공식으로 :
Δ L = α. 엘0. Δ T
비례 상수 α는 다음과 같습니다. 선형 열팽창 계수 막대를 구성하는 재료의. 측정 단위는 ºC로 표시되는 섭씨 역수입니다. -1. 이 양은 각 길이 단위 및 온도 변화 단위에 대한 선형 열 팽창을 나타내는 각 재료 유형에 대해 다른 값을 가정합니다.
일부 물질의 선형 열팽창 계수 값은 다음 표를 참조하십시오.
물질 |
계수 (10-6 ° C -1) |
리드 |
27 |
알류미늄 |
25 |
은 |
20 |
규소 |
2,6 |
강철 |
14 |
금 |
15 |
선형 열팽창의 그래픽 표현
길이 대 온도 그래프에서 선형 열팽창을 얻을 수 있습니다.
길이 대 선형 열팽창 온도 그래프
다음과 같은 이유로 각도 φ를 선형 열팽창 법칙과 관련시킬 수 있습니다.
Δ L = α. 엘0. Δ T
과
Δ엘 = α. 엘0
Δ T
인 직선 각도 계수 온도에 따른 길이의 변화를 나타내며 다음과 같이 지정됩니다.
tg φ = Δ엘
Δ T
곧:
tg φ = α. 엘0
초기 길이는 0과 같을 수 없으므로 선은 점 0을 통과 할 수 없습니다.
선형 열팽창의 결과 중 하나는 철도 선로 나 보도에 존재하는 확장 조인트 (제목의 그림)와 같은 엔지니어링 작업에서 볼 수 있습니다. 그들은 단순히 확장을 위해 건설의 일부에 남겨진 작은 빈 공간입니다. 화재 나 자연적인 변화와 같은 온도 변화는 건물의 구조를 손상시키지 않습니다. 건물. 이러한 확장 조인트가 없으면 온도 상승으로 인해 콘크리트 또는 하드웨어가 구부러 지거나 파손될 수 있습니다.
작성자: Mariane Mendes
물리학 졸업
출처: 브라질 학교- https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-dilatacao-termica-linear.htm