Коли в організмі спостерігається збільшення температури, молекули, що входять до його складу, отримують енергію і збуджуються, викликаючи збільшення розмірів предмета. Це явище відоме як теплове розширення. Подібним чином, коли тіло охолоджується, його енергія зменшується, а також молекулярне збудження, викликаючи зменшення його розмірів, що відоме як скорочення тепловий.
THE теплове розширення можна класифікувати трьома способами: лінійний, неглибокий і об'ємні.
лінійне теплове розширення
коли коливання температури тіла, щоб змінити відстань між двома точками, лінійне теплове розширення, що може бути варіацією довжини бруса, радіуса кулі, діагоналі куба або квадрата, серед іншого.
Як приклад розглянемо залізний пруток довжиною L0 з початковою температурою Ti. Підвищивши температуру до Тf , довжина буде збільшена до L. Подивіться на малюнок:
Діаграма, що показує лінійне теплове розширення, спричинене підвищенням температури
Коливання температури (ΔT) - це різниця між кінцевою та початковою температурою:
ΔT = Tf - Т.i
Лінійне теплове розширення (ΔL), яке виникає внаслідок цієї зміни температури, є різницею між кінцевою довжиною L і початковою довжиною L0:
Δ L = L - L0
Це розширення, яке зазнає стержень, пропорційне коливанню температури та початковій довжині стержня, тому його також можна обчислити за Закон лінійного теплового розширення за формулою:
Δ L = α. L0. Δ T
Викликається константа пропорційності α лінійний коефіцієнт теплового розширення матеріалу, з якого складається планка. Одиницею виміру є зворотний градус Цельсія, представлений ºC -1. Ця величина приймає різне значення для кожного типу матеріалу, що представляє лінійне теплове розширення для кожної одиниці довжини та для кожної одиниці зміни температури.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Значення коефіцієнта лінійного теплового розширення деяких речовин див. У наступній таблиці:
Речовина |
Коефіцієнт (10-6 ° С -1) |
Вести |
27 |
Алюміній |
25 |
Срібло |
20 |
Кремній |
2,6 |
Сталь |
14 |
Золото |
15 |
Графічне зображення лінійного теплового розширення
Ми можемо отримати лінійне теплове розширення з графіку довжини проти температури:
Графік довжини від температури лінійного теплового розширення
Ми можемо пов’язати кут φ із Законом лінійного теплового розширення, оскільки:
Δ L = α. L0. Δ T
і
ΔL = α. L0
Δ T
будучи прямий кутовий коефіцієнт що представляє зміну довжини з температурою, це визначається як:
tg φ = ΔL
Δ T
незабаром:
tg φ = α. L0
Лінія не може проходити через точку 0, оскільки початкова довжина не може дорівнювати нулю.
Один з наслідків лінійного теплового розширення можна побачити в інженерних роботах, наприклад, компенсаційних швів (малюнок у заголовку), які існують на поїзних коліях або тротуарах. Це просто невеликий порожній простір, що залишився в частинах конструкції для розширення, спричиненого коливання температури, наприклад у випадку пожежі або навіть природних коливань, не пошкоджують структуру будівель. Якщо таких компенсаторів не існувало, будь-яке підвищення температури може призвести до того, що бетон або металовироби згинаються або ламаються.
Маріан Мендес
Закінчив фізику
Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:
ТЕЙКСЕЙРА, Маріан Мендес. "Що таке лінійне теплове розширення?"; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-dilatacao-termica-linear.htm. Доступ 28 червня 2021 року.
