W fizyce możemy powiedzieć, że rozszerzalność cieplna jest to wzrost wymiarów ciała spowodowany wzrostem temperatury. Występuje z prawie wszystkimi materiałami, w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Mówimy, że dylatacja ciała jest związana z termicznym poruszeniem cząsteczek tworzących that ciała, ponieważ wiemy, że im gorętsze ciało, tym większe jego wzburzenie cieplne molekuły.
Im więcej cząsteczek w ciele wibruje (wstrząsa), tym więcej miejsca potrzebują do wibrowania. Tak więc wzrost wymiarów ciała wynika ze zwiększenia przestrzeni między cząsteczkami tworzącymi ciało. Dlatego jeśli wzrost temperatury powoduje rozszerzalność cieplną ciała, obniżenie temperatury spowoduje zmniejszenie objętości, czyli spowoduje skurcz cielesny.
W badaniach termologicznych bierzemy pod uwagę trzy rodzaje rozszerzalności cieplnej: a dylatacja liniowa, co wiąże się ze wzrostem długości ciała po rozgrzaniu; dylatacja powierzchni, co wiąże się ze wzrostem długości i szerokości ciała, czyli wzrost w dwóch wymiarach; i
dylatacja wolumetryczna, co wiąże się ze wzrostem ciała w trzech wymiarach, czyli wraz ze wzrostem temperatury ciało zmienia się pod względem długości, szerokości i wysokości.Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Często trudno jest dostrzec gołym okiem (czyli bez użycia instrumentów) rozszerzalność cieplną ciał. W naszym codziennym życiu spotykamy się z kilkoma sytuacjami, w których konieczne jest uwzględnienie rozszerzalności cieplnej, na przykład: szyny pociągów jest ustawionych tak, aby zawsze była między nimi niewielka przestrzeń, aby uniknąć deformacji (rysunek powyżej) podczas ich nagrzewania; na betonowych chodnikach są umieszczone dylatacje między płytami cementowymi, aby uniknąć odkształceń spowodowanych wzrostem temperatury itp.
Podobnie jak ciała stałe, ciecze również pęcznieją wraz ze wzrostem temperatury. Chociaż płyny nie mają własnego kształtu (przybierają kształt pojemników, które je zawierają), nie definiujemy dla nich współczynniki rozszerzalności liniowej i powierzchniowej definiujemy tylko współczynnik rozszerzalności wolumetryczny.
Tak więc, abyśmy mogli badać rozszerzanie objętościowe płynów, konieczne jest, aby były one zawarte w pojemniku, który, nawiasem mówiąc, również się rozszerzy. Więc generalnie musimy wziąć pod uwagę dwie dylatacje, płynna dylatacja i rozszerzenie pojemnika.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Brazylijska drużyna szkolna
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Rozszerzalność cieplna ciał stałych i cieczy”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
