Када тело има пораст температура, молекули који га чине примају енергију и постају узнемирени, узрокујући повећање димензија предмета. Ова појава је позната као термално ширење. Слично томе, када се тело охлади, његова енергија се смањује, а исто тако и молекуларна агитација, што доводи до смањења његових димензија, што је познато као контракција термичка.
ТХЕ термално ширење могу се класификовати на три начина: линеарно, плитко и волуметријски.
линеарна термичка дилатација
када варијација температуре тела да промени растојање између две тачке, линеарно термичко ширење, што између осталог може бити варијација дужине шипке, полупречника сфере, дијагонале коцке или квадрата.
Као пример узмите гвоздену шипку дужине Л.0 са почетном температуром Т.и. Подизањем температуре на Т.ф , дужина ће бити повећана на Л. Погледај слику:
Дијаграм који приказује линеарно термичко ширење изазвано порастом температуре
Варијација температуре (ΔТ) је разлика између коначне и почетне температуре:
ΔТ = Тф - Ти
Линеарно термичко ширење (ΔЛ) настало овом променом температуре је разлика између крајње дужине Л и почетне дужине Л
0:Δ Л = Л - Л.0
Ово ширење које трпи шипка сразмерно је температурним променама и почетној дужини шипке, па се такође може израчунати са Закон линеарне топлотне дилатације по формули:
Δ Л = α. Л0. Δ Т
Назива се константа пропорционалности α коефицијент линеарног топлотног ширења материјала који чини шипку. Његова мерна јединица је реципрочни степен Целзијуса, представљен са ºЦ -1. Ова количина поприма различиту вредност за сваку врсту материјала, представљајући линеарно топлотно ширење за сваку јединицу дужине и за сваку јединицу промене температуре.
Вредности коефицијента линеарног топлотног ширења неких супстанци потражите у следећој табели:
Супстанца |
Коефицијент (10-6 ° Ц -1) |
Олово |
27 |
Алуминијум |
25 |
Сребро |
20 |
Силицијум |
2,6 |
Челик |
14 |
Злато |
15 |
Графички приказ линеарног топлотног ширења
Линеарно термичко ширење можемо добити на основу графикона дужине у односу на температуру:
Графикон дужине наспрам температуре линеарног топлотног ширења
Угао φ можемо повезати са Законом линеарног топлотног ширења, јер:
Δ Л = α. Л0. Δ Т
и
ΔЛ = α. Л0
Δ Т
бити праволинијски угаони коефицијент што представља варијацију дужине са температуром, дато је са:
тг φ = ΔЛ
Δ Т
ускоро:
тг φ = α. Л0
Права не може проћи кроз тачку 0, јер почетна дужина не може бити једнака нули.
Једна од последица линеарног топлотног ширења може се видети у инжењерским радовима, на пример, дилатационим зглобовима (слика у наслову) који постоје на возним колосецима или тротоарима. Они су једноставно мали празан простор у деловима конструкције за проширење изазвано температурне варијације, као у случају пожара или чак природне варијације, не оштећују структуру зграде. Ако ови дилатациони спојеви не би постојали, сваки пораст температуре могао би проузроковати савијање или ломљење бетона или хардвера.
Мариане Мендес
Дипломирао физику
Извор: Бразил Сцхоол - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-dilatacao-termica-linear.htm
