Pozerali ste niekedy železničnú trať? Medzi dvoma po sebe nasledujúcimi kusmi koľajnice je medzera. Rovnako tak veľmi dlhé betónové mosty nie sú postavené v jednom bloku. Skladá sa z niekoľkých betónových blokov, postavených vedľa seba. Tieto priestory nechávajú stavitelia, pretože väčšina materiálov sa rozširuje so zvyšujúcou sa teplotou.
Preto keď sa materiál (alebo látka) zahrieva, menia sa jeho rozmery. Vo väčšine prípadov týkajúcich sa tuhých látok sú tieto variácie ľahko zaznamenateľné, ale pozorovaním rigorózna je schopná naznačiť faktory, ktoré ovplyvnia dilatačný proces, ktorý látka.
Pretože expanzia je spôsobená nárastom teploty, môžeme povedať, že čím väčšie zvýšenie teploty, tým väčšia expanzia. Pre nie veľmi veľké zmeny teploty je teda dilatácia dĺžky proporcionálna a zvyčajne nepostrehnuteľná.
Pokiaľ ide o lineárnu expanziu, môžeme konštatovať, že typ materiálu má vplyv na expanziu látky. Túto charakteristiku materiálov možno predstavovať číslom, ktoré sa nazýva koeficient rozťažnosti, ktorý sa získa experimentálne a ktorá informuje, o koľko sa jednotka dĺžky látky roztiahne, keď dôjde k teplotným zmenám 1 ° C.
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
Ako každý z týchto faktorov (teplotné zmeny, počiatočná dĺžka tyče a materiál z z ktorej sa skladá) ovplyvňuje expanziu možno matematicky preložiť pomocou veľmi jednoduché. Pozrime sa na obrázok vyššie, na ktorom máme kovovú tyč s dĺžkou L0 a počiatočnou teplotou T0, pri určitý čas ohrievať, bude mať konečnú dĺžku L a konečnú teplotu TO.
Týmto spôsobom bar prechádza a lineárna dilatácia ΔL, ktoré sa dá vypočítať z rozdielu medzi L a L0, keď došlo k zmene jeho teploty (ΔT) vypočítanej medzi T a T0. Takže máme:
AL = L0 α .ΔT alebo L = L0 (1+ α.ΔT)
V SI je počiatočná dĺžka tyče uvedená v metroch, koeficient lineárnej rozťažnosti materiálu α je uvedený v K-1 a teplotná zmena ΔT je uvedená v K. Zvyčajnejšie je však použiť koeficient rozťažnosti materiálu v ° C-1 a teplotné zmeny v ° C.
Autor: Domitiano Marques
Vyštudoval fyziku
Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Lineárna dilatácia tuhých látok“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear-dos-solidos.htm. Prístup k 28. júnu 2021.
