W badaniach termodynamicznych widzieliśmy, że rozszerzalność cieplna to nic innego jak wzrost wymiarów ciała, gdy następuje wzrost temperatury. Można powiedzieć, że dzieje się tak z prawie wszystkimi materiałami w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Na podstawie dylatacji liniowej, gdzie możemy obliczyć przyrost wielkości ciała w jednym wymiarze, zobaczymy, jak obliczyć dylatacja powierzchni, czyli wzrost jego powierzchni, gdy ciało jest ogrzewane.
Dylatacja powierzchniowa ciał stałych
Rozważmy blachę (rysunek powyżej), której wymiary w temperaturze T0, to: szerokość L0 i wysokość L0. Twój obszar to: A0 = L02. Teraz, jeśli podgrzejemy tę płytkę do temperatury T, większej niż temperatura początkowa, zobaczymy, że płytka rozszerzy się, mając większą powierzchnię (A) niż powierzchnia początkowa, jak pokazano na rysunku poniżej.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Zgodnie z powyższym rysunkiem widzimy, że metalowa płyta po podgrzaniu zwiększyła swoje wymiary, to znaczy zwiększyła się jej powierzchnia. W celu obliczenia przyrostu powierzchni (ΔA = A – A
0), gdy blacha jest poddawana zmianom temperatury (ΔT = T – T0), używamy równania podobnego do równania, które zapewnia rozszerzanie liniowe, więc mamy:ΔA=A0 .β .ΔT lub A=A0 (1+ β. T)
Gdzie TEN0 to początkowa powierzchnia płyty, β jest współczynnikiem rozszerzalności powierzchniowej blachy, a ΔT jest zmianą temperatury blachy. Musimy o tym pamiętać β = 2.α. W SI jednostkami są m², K-1 i K. Należy pamiętać, że chociaż Kelvin jest przyjętą jednostką SI, °C jest bardziej powszechny-1 i °C.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Dylatacja powierzchniowa ciał stałych”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
