Czy kiedykolwiek oglądałeś tory kolejowe? Pomiędzy dwoma kolejnymi kawałkami szyny jest przestrzeń. Podobnie bardzo długie betonowe mosty nie są budowane w jednym bloku. Tworzą je kilka betonowych bloków, budowanych obok siebie. Te przestrzenie pozostawiają budowniczowie, ponieważ większość materiałów rozszerza się wraz ze wzrostem temperatury.
Dlatego też, gdy materiał (lub substancja) jest podgrzewany, zmieniają się jego wymiary. W większości przypadków dotyczących ciał stałych te różnice są łatwo zauważalne, ale obserwacja rygorystyczny jest w stanie wskazać czynniki, które będą miały wpływ na proces dylatacji, na który cierpią substancja.
Ponieważ ekspansja jest spowodowana wzrostem temperatury, możemy powiedzieć, że im większy wzrost temperatury, tym większa ekspansja. Tak więc, dla niezbyt dużych zmian temperatury, dylatacja długości jest do niej proporcjonalna, zwykle niezauważalna.
Jeśli chodzi o rozszerzalność liniową, możemy stwierdzić, że rodzaj materiału ma wpływ na rozszerzalność substancji. Tę cechę materiałów można przedstawić za pomocą liczby zwanej współczynnikiem rozszerzalności, który jest uzyskiwany eksperymentalnie i informuje o tym, jak bardzo jednostka długości substancji rozszerza się pod wpływem zmian temperatury 1°C.
Jak każdy z tych czynników (zmienność temperatury, początkowa długość pręta i materiał z którego się składa) wpływa na rozwinięcie może być matematycznie przetłumaczone przez bardzo prosty. Spójrzmy na rysunek powyżej, na nim mamy metalowy pręt o długości L0 i temperaturze początkowej T0, at być podgrzewany przez określony czas, będzie miał końcową długość L i końcową temperaturę DO.
W ten sposób sztabka przechodzi a dylatacja liniowa ΔL, którą można obliczyć na podstawie różnicy między L i L0, gdy wystąpiła zmiana temperatury (ΔT) obliczona między T i T0. Więc mamy:
ΔL=L0 .α .ΔT lub L=L0 (1+ α.ΔT)
W SI początkowa długość pręta podana jest w metrach, współczynnik rozszerzalności liniowej materiału α jest podany w K-1 a zmiana temperatury ΔT jest podana w K. Jednak częściej stosuje się współczynnik rozszerzalności materiału w °C-1 i zmiany temperatury w °C.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm
