Când corpurile sunt supuse unei variații de temperatură, ele dilata, adică suferă o creștere sau scădere a dimensiunilor lor. Este demn de remarcat faptul că această variație este foarte mică și că adesea nu este perceptibilă cu ochiul liber, necesitând astfel echipamente, cum ar fi un microscop, pentru a o putea vizualiza.
Corpurile se dilată atunci când temperatura lor crește. Se știe că atunci când există o variație a temperaturii corpului, atomii care o constituie sunt mai agitați, cu aceasta crește distanța medie dintre ei. Prin urmare, corpul câștigă noi dimensiuni, adică se extinde. În general vorbind, toate corpurile se umflă după ce au fost încălzite și se contractă după ce temperatura lor este redusă.
Expansiunea liniară este aceea în care există variații într-o singură dimensiune, adică lungimea materialului. Imaginați-vă următoarea situație: o bară metalică de lungime Leu la temperatura teu, este încălzit la o anumită temperatură tf. Ceea ce se vede este că bara, după încălzire, nu mai are aceeași lungime, adică a suferit o variație în dimensiunea sa, în lungime, s-a extins. Uite:
Unde ΔL = Lf - Leu este variația în lungime, adică expansiunea liniară a barei. Și Δt = tf - teu este variația de temperatură a barei. Experimental se dovedește că:
- lungimea inițială (Leu) este proporțională cu temperatura inițială (teu);
- lungimea finală (Lf) este proporțională cu temperatura finală (tf);
- dilatarea liniară depinde de materialul care alcătuiește bara.
Prin aceste constatări, a fost determinată următoarea ecuație pentru expansiunea liniară a corpurilor: ΔL = Leuα t, unde se numește α coeficient de expansiune liniară, este o caracteristică constantă a materialului care alcătuiește corpul. De exemplu, pentru aluminiu avem α = 0,000023 per ° C (sau ° C-1), aceasta înseamnă că aluminiul se dilată la 23 de milionimi din lungimea sa la fiecare 1 ° C de variație în temperatura sa, adică o dilatație foarte mică, care poate fi văzută doar în microscop.
De Marco Aurélio da Silva
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm
