W badaniach termodynamicznych widzieliśmy, że rozszerzalność cieplna jest niczym innym jak wzrostem wymiarów ciała, gdy następuje wzrost temperatury. Można powiedzieć, że dzieje się tak w przypadku prawie wszystkich materiałów 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. Dlatego twój obszar to: A0 = L02. Teraz, jeśli podgrzejemy tę płytę do temperatury T, większej niż temperatura początkowa, zobaczymy, że płytka rozszerzy się, mając większą powierzchnię (A) niż powierzchnia początkowa, jak pokazano na rysunku poniżej.
Zgodnie z powyższym rysunkiem widzimy, że blacha metalowa 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
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm
