Doğrusal genişleme. Lineer Dilatasyon Nasıl Oluşur?

Cisimler sıcaklık değişimlerine maruz kaldıklarında genişletmekyani boyutlarında bir artış veya azalma yaşarlar. Bu varyasyonun çok küçük olduğunu ve çoğu zaman çıplak gözle algılanmadığını, dolayısıyla onu görselleştirebilmek için mikroskop gibi ekipman gerektirdiğini belirtmekte fayda var.
Vücut sıcaklıkları arttığında genişler. Vücut ısısında bir değişiklik olduğunda onu oluşturan atomların daha fazla çalkalandığı, bununla aralarındaki ortalama mesafenin arttığı bilinmektedir. Dolayısıyla beden yeni boyutlar kazanır, yani genişler. Genel olarak konuşursak, tüm cisimler ısıtıldıktan sonra şişer ve sıcaklıkları düştükten sonra büzülür.
Doğrusal genişleme, yalnızca bir boyutta, yani malzemenin uzunluğunda varyasyonun olduğu genişlemedir. Aşağıdaki durumu hayal edin: L uzunluğunda bir metal çubuk_ben t sıcaklığında_ben, belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılır t_f. Görülebilen şey, çubuğun ısıtıldıktan sonra artık aynı uzunlukta olmadığı, yani boyutunda bir değişikliğe uğradığı, uzunluğunda olduğu, genişlediğidir. Bak:

Şimdi durma... Reklamdan sonra devamı var ;)

ΔL = L nerede_f – L_ben uzunluktaki varyasyon, yani çubuğun doğrusal genişlemesidir. Ve Δt = t_f - t_ben çubuğun sıcaklık değişimidir. Deneysel olarak ortaya çıkıyor:
- ilk uzunluk (L_ben) başlangıç ​​sıcaklığı (t) ile orantılıdır_ben);
- son uzunluk (L_f) son sıcaklık (t) ile orantılıdır_f);
- doğrusal genişleme, çubuğu oluşturan malzemeye bağlıdır.
Bu bulgular sayesinde, cisimlerin doğrusal genişlemesi için aşağıdaki denklem belirlendi: ΔL = L_benα t, burada α denir doğrusal genişleme katsayısı, vücudu oluşturan malzemenin sabit bir özelliğidir. Örneğin, alüminyum için °C (veya °C) başına α = 0.000023'e sahibiz.^-1), bu, alüminyumun her 1 ° C'lik varyasyonda uzunluğunun 23 milyonda birini genişlettiği anlamına gelir. sıcaklığı, yani muhtemelen sadece içinde görülebilen çok küçük bir genişleme. mikroskop.

Marco Aurélio da Silva'nın fotoğrafı.

Bu metne bir okulda veya akademik bir çalışmada atıfta bulunmak ister misiniz? Bak:

SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Doğrusal Genişleme"; Brezilya Okulu. Uygun: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm. 27 Haziran 2021'de erişildi.