Te-ai uitat vreodată la o cale ferată? Între două bucăți de șină consecutive există un spațiu. La fel, podurile de beton foarte lungi nu sunt construite într-un singur bloc. Sunt alcătuite din mai multe blocuri de beton, construite una lângă alta. Aceste spații sunt lăsate de constructori, deoarece majoritatea materialelor se extind odată cu creșterea temperaturii.
Prin urmare, atunci când un material (sau o substanță) este încălzit, dimensiunile sale se schimbă. În majoritatea cazurilor care implică solide, aceste variații sunt ușor de observat, dar o observație riguros este capabil să indice factori care vor influența procesul de dilatare suferit de substanţă.
Deoarece expansiunea este cauzată de creșterea temperaturii, putem spune că cu cât creșterea temperaturii este mai mare, cu atât este mai mare expansiunea. Astfel, pentru variații nu foarte mari de temperatură, dilatarea lungimii este proporțională cu aceasta, fiind în mod normal imperceptibilă.
În ceea ce privește expansiunea liniară, putem afirma că tipul de material are o influență asupra expansiunii substanței. Această caracteristică a materialelor poate fi reprezentată de un număr numit coeficient de expansiune care se obține experimental și care informează cât de mult se extinde o unitate de lungime a substanței atunci când suferă variații de temperatură de 1 ° C.
Cum fiecare dintre acești factori (variația temperaturii, lungimea inițială a barei și materialul din care constă) influențează expansiunea poate fi tradusă matematic de o foarte simplu. Să vedem figura de mai sus, în ea avem o bară metalică cu lungimea L0 și temperatura inițială T0, la să fie încălzit pentru o anumită perioadă de timp, va avea o lungime finală L și o temperatură finală LA.
În acest fel, bara suferă o dilatarea liniară ΔL care poate fi calculat prin diferența dintre L și L0 atunci când a suferit o variație a temperaturii sale (ΔT) calculată între T și T0. Deci avem:
ΔL = L0 .α .ΔT sau L = L0 (1+ α.ΔT)
În SI, lungimea inițială a barei este dată în metri, coeficientul de expansiune liniară a materialului α este dat în K-1 iar schimbarea temperaturii ΔT este dată în K. Cu toate acestea, este mai frecvent să se utilizeze coeficientul de expansiune al materialului în ° C-1 și variația temperaturii în ° C.
De Domitiano Marques
Absolvent în fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm
