Rozszerzalność cieplna to nic innego jak wzrost wymiarów ciała spowodowany wzrostem temperatury. Ekspansja zachodzi w prawie wszystkich materiałach, zarówno w stanie stałym, ciekłym, jak i gazowym. Dla obiektu w stanie stałym może podlegać dylatacji liniowej, która polega na zwiększeniu tylko jednego wymiaru, dylatacji powierzchniowej, co polega na zwiększeniu dwóch wymiarów obiektu i ostatecznie może ulec ekspansji wolumetrycznej, która polega na zwiększeniu trzech wymiarów obiektu obiekt.
Podobnie jak ciała stałe, ciecze również mogą się rozszerzać. Nie możemy badać cieczy bez umieszczenia jej w pojemniku, a pojemniki zwiększają swoją objętość wraz ze wzrostem temperatury. Wiadomo, że pojemnik prawie zawsze ulega mniejszej ekspansji niż ciecz.
Objętość obiektu zmienia się wraz z temperaturą zgodnie z następującym wyrażeniem:
∆V=γ.V0.∆T
W powyższym równaniu mamy, że γ (gamma) reprezentuje współczynnik rozszerzalności objętościowej. Prostym sposobem wyznaczenia wartości współczynnika rozszerzalności objętościowej cieczy jest umieszczenie jej w pojemniku i zmierzenie objętości w dwóch różnych temperaturach. Po zmierzeniu objętości dla dwóch różnych temperatur wystarczy użyć poniższego równania, aby określić współczynnik.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Z powyższego równania wyizolowaliśmy współczynnik rozszerzalności objętościowej w następujący sposób:
W powyższym równaniu musimy V i T przedstawiają zmiany objętości i temperatury, na jakie wpływa ciecz. Objętość zajmowaną przez ciecz określamy mierząc jej poziom wewnątrz pojemnika. Jednak mierząc objętość cieczy, mierzymy pozorna objętość, ponieważ pojemnik również się rozszerza, dlatego jego objętość jest zmienna.
Aby określić rzeczywistą zmienność objętości, konieczne jest zmniejszenie zmienności objętości, której podlega pojemnik. W tym celu konieczna jest znajomość współczynnika rozszerzalności objętościowej pojemnika. Rzeczywista zmiana objętości cieczy jest większa niż uzyskany pomiar początkowy, patrząc na wzrost poziomu cieczy w pojemniku.
Można zatem wnioskować, że wszystkie ciecze zwiększają swoją objętość wraz ze wzrostem temperatury.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Rzeczywiste czy pozorne rozszerzenie?”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-real-ou-aparente.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
