Kad ķermeņi tiek pakļauti temperatūras izmaiņām, tie paplašināt, tas ir, viņiem rodas to izmēru palielināšanās vai samazināšanās. Ir vērts atzīmēt, ka šī variācija ir ļoti maza un ka tā bieži nav jūtama ar neapbruņotu aci, tāpēc ir nepieciešams aprīkojums, piemēram, mikroskops, lai to varētu vizualizēt.
Ķermeņi paplašinās, kad to temperatūra paaugstinās. Ir zināms, ka, mainoties ķermeņa temperatūrai, atomi, kas to veido, ir vairāk satraukti, un tādējādi vidējais attālums starp tiem palielinās. Tāpēc ķermenis iegūst jaunas dimensijas, tas ir, paplašinās. Vispārīgi runājot, visi ķermeņi pēc uzsildīšanas uzbriest un pēc temperatūras pazemināšanās saraujas.
Lineārā izplešanās ir tā, kurā ir variācijas tikai vienā dimensijā, tas ir, materiāla garumā. Iedomājieties šādu situāciju: metāla stienis ar garumu Li temperatūrā ti, tiek uzkarsēts līdz noteiktai temperatūrai tf. Var redzēt, ka stienis pēc karsēšanas vairs nav vienāda garuma, tas ir, tam ir notikušas izmaiņas savā izmērā, garumā, tas ir paplašinājies. Skaties:
Kur ΔL = Lf - Li ir garuma variācija, tas ir, stieņa lineārā izplešanās. Un Δt = tf - ti ir stieņa temperatūras svārstības. Eksperimentāli izrādās, ka:
- sākotnējais garums (Li) ir proporcionāla sākotnējai temperatūrai (ti);
- galīgais garums (Lf) ir proporcionāla gala temperatūrai (tf);
- lineārā izplešanās ir atkarīga no materiāla, kas veido stieni.
Izmantojot šos atklājumus, tika noteikts šāds ķermeņu lineārās izplešanās vienādojums: ΔL = Liα t, kur tiek saukts α lineārais izplešanās koeficients, ir nemainīga materiāla, kas veido ķermeni, īpašība. Piemēram, alumīnijam mums ir α = 0,000023 uz ° C (vai ° C-1), tas nozīmē, ka alumīnijs paplašina 23 miljonās tā garuma daļas pie katrām 1 ° C temperatūras izmaiņām tā temperatūra, tas ir, ļoti maza paplašināšanās, kuru, iespējams, var redzēt tikai mikroskops.
Autors Marko Aurēlio da Silva
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm
