Thermische uitzetting
Alle lichamen die in de natuur voorkomen, vast, vloeibaar of gasvormig, zijn, wanneer ze worden verwarmd of gekoeld, onderhevig aan thermische uitzetting of krimp.
Het proces van samentrekking en verwijding van lichamen vindt plaats door de toename of afname van de mate van agitatie van de moleculen waaruit de lichamen bestaan. Bij het verwarmen van een lichaam, bijvoorbeeld, zal de afstand tussen de moleculen toenemen als gevolg van de toename van hun mate van agitatie. Deze grotere afstand tussen hen komt tot uiting door de variatie van lichaamsafmetingen, die op drie manieren kan plaatsvinden: lineair, oppervlakkig en volumetrisch. Het tegenovergestelde gebeurt wanneer lichamen worden gekoeld. Wanneer dit gebeurt, worden de afstanden tussen de moleculen kleiner en als gevolg daarvan is er een vermindering van de afmetingen van het lichaam.
Lineaire dilatatie:het is de verwijding die wordt gekenmerkt door de variatie in de lengte van het lichaam. Deze variatie kan worden berekend met de volgende wiskundige vergelijking:
ΔL = α.L0.ΔT
α: is de lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt, waarvan de eenheid °C. is-1, die afhangt van de aard van het materiaal waaruit het lichaam bestaat;
zie: is de initiële lengte van het lichaam;
L en T: zijn respectievelijk de variatie in lichaamslengte en temperatuur.
Oppervlakkige dilatatie: het is de verwijding die wordt gekenmerkt door de variatie in het lichaamsoppervlak. Deze variatie in lichaamsoppervlak kan worden berekend met behulp van de volgende uitdrukking:
ΔS = β.S0.ΔT
β: het is de coëfficiënt van oppervlakkige thermische uitzetting, waarvan de eenheid dezelfde is als de lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt en ook afhangt van de aard van het materiaal waaruit het lichaam bestaat;
β: 2α;
Enkel en alleen: is het initiële oppervlak van het lichaam;
S en T: zijn respectievelijk de variatie in oppervlakte en de variatie in lichaamstemperatuur.
Volumetrische dilatatie: het is de verwijding die wordt gekenmerkt door de variatie in het lichaamsvolume. Deze variatie kan worden berekend met de uitdrukking:
ΔV = γ.V0.ΔT
γ: is de volumetrische thermische uitzettingscoëfficiënt, waarvan de eenheid dezelfde is als de lineaire en oppervlakkige uitzettingscoëfficiënt en ook afhangt van de aard van het materiaal waaruit het lichaam bestaat;
γ: 3α;
Oma: is het initiële volume van het lichaam;
V en T: zijn respectievelijk de variatie in volume en de variatie in lichaamstemperatuur.
Calorimetrie
Het is de tak van Fysica die de energie-uitwisselingen tussen lichamen en/of systemen bestudeert wanneer deze uitwisselingen plaatsvinden in de vorm van warmte.
Warmte:is de thermische energie in transit, die wordt bepaald door het temperatuurverschil tussen de betrokken lichamen en/of systemen.
Temperatuur: het is de hoeveelheid die de mate van opwinding meet van de moleculen waaruit het lichaam bestaat.
De algemene vergelijking van calorimetrie wordt bepaald door de volgende wiskundige vergelijking:
Q = m. ç. T
ç: is de soortelijke warmte van het materiaal;
T: is de variatie in lichaamstemperatuur;
Vraag: is de hoeveelheid warmte, die de eenheid joule (J) heeft.
O warmte het kan zich op drie manieren van het ene lichaam naar het andere voortplanten: geleiding, convectie en bestraling.
Het rijden: het is de overdracht van energie die plaatsvindt van molecuul naar molecuul vanwege hun agitatie, wanneer ze worden blootgesteld aan een verhoging van de temperatuur.
Convectie: het is het warmteoverdrachtsproces dat optreedt als gevolg van de vloeistoffen, vanwege de verschillen in dichtheid tussen de onderdelen waaruit het systeem bestaat.
Bestraling: het is het type energietransmissie dat plaatsvindt tussen twee systemen zonder fysiek contact tussen hen. Deze transmissie vindt plaats via elektromagnetische golven, zoals de zonnestralen die de aarde elke dag verwarmen.
Door Marco Aurélio da Silva
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-calorimetria.htm