Vücutta bir artış olduğunda sıcaklık, onu oluşturan moleküller enerji alır ve çalkalanır, bu da nesnenin boyutlarında bir artışa neden olur. Bu fenomen olarak bilinir termal Genleşme. Benzer şekilde, bir cisim soğutulduğunda enerjisi azalır ve moleküler ajitasyon da azalır, bu da boyutlarında bir azalmaya neden olur. kasılma termal.
bu termal Genleşme üç şekilde sınıflandırılabilir: doğrusal, sığ ve volumetrik.
doğrusal termal genleşme
ne zaman sıcaklık değişimi iki nokta arasındaki mesafeyi değiştirmek için bir cismin, doğrusal termal genleşmediğerlerinin yanı sıra bir çubuğun uzunluğunda, bir kürenin yarıçapında, bir küpün veya bir karenin köşegeninde bir varyasyon olabilir.
Örnek olarak, L uzunluğunda bir demir çubuk düşünün.0 ilk sıcaklık T ileben. Sıcaklığınızı T'ye yükselterekf , uzunluk L'ye yükseltilecektir. Resme bak:
Sıcaklık artışının neden olduğu doğrusal termal genleşmeyi gösteren diyagram
Sıcaklık değişimi (ΔT), son ve ilk sıcaklık arasındaki farktır:
ΔT = Tf -Tben
Bu sıcaklık değişimi tarafından üretilen lineer termal genleşme (ΔL), son uzunluk L ile ilk uzunluk L arasındaki farktır.
0:Δ L = L - L0
Çubuğun maruz kaldığı bu genişleme, sıcaklık değişimi ve çubuğun ilk uzunluğu ile orantılıdır, dolayısıyla Lineer Termal Genleşme Yasası formüle göre:
ΔL = α. L0. Δ T
Orantı sabiti α denir lineer termal genleşme katsayısı çubuğu oluşturan malzemeden. Ölçü birimi, ºC ile temsil edilen santigrat derecedir. -1. Bu miktar, her bir uzunluk birimi ve her bir sıcaklık değişimi birimi için doğrusal termal genleşmeyi temsil eden, her malzeme türü için farklı bir değer alır.
Bazı maddelerin doğrusal termal genleşme katsayısı değerleri için aşağıdaki tabloya bakın:
Madde |
katsayı (10-6 °C -1) |
Öncülük etmek |
27 |
Alüminyum |
25 |
Gümüş |
20 |
Silikon |
2,6 |
Çelik |
14 |
Altın |
15 |
Doğrusal termal genleşmenin grafik gösterimi
Uzunluk-sıcaklık grafiğinden doğrusal termal genleşme elde edebiliriz:
Doğrusal termal genleşme sıcaklığına karşı uzunluk grafiği
φ açısını lineer termal genleşme yasasıyla ilişkilendirebiliriz, çünkü:
ΔL = α. L0. Δ T
ve
ΔL = α. L0
Δ T
olmak düz çizgi açısal katsayısı sıcaklıkla uzunluk değişimini temsil eden, şu şekilde verilir:
tg φ = ΔL
Δ T
yakında:
tg φ = α. L0
İlk uzunluk sıfıra eşit olamayacağından doğru 0 noktasından geçemez.
Lineer termal genleşmenin sonuçlarından biri, örneğin tren rayları veya kaldırımlarda bulunan genleşme derzleri (başlıktaki şekil) gibi mühendislik çalışmalarında görülebilir. Onlar sadece inşaatın bazı bölümlerinde meydana gelen genişleme için bırakılan küçük bir boşluktur. yangın durumunda olduğu gibi sıcaklık değişimleri ve hatta doğal değişimler, yapının yapısına zarar vermez. binalar. Bu genleşme derzleri olmasaydı, sıcaklıktaki herhangi bir artış betonun veya donanımın eğilmesine veya kırılmasına neden olabilir.
Mariane Mendes tarafından
Fizik Mezunu
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-dilatacao-termica-linear.htm