Коли тіла зазнають змін температури, вони розширити, тобто вони зазнають збільшення або зменшення своїх розмірів. Варто зазначити, що ця варіація дуже мала, і що вона часто не сприймається неозброєним оком, тому потрібне обладнання, таке як мікроскоп, щоб мати можливість її візуалізувати.
Тіла розширюються, коли у них підвищується температура. Відомо, що коли спостерігається коливання температури тіла, атоми, що її складають, більш збуджуються, при цьому середня відстань між ними збільшується. Тому тіло набуває нових розмірів, тобто розширюється. Взагалі кажучи, всі тіла набрякають після нагрівання і стискаються після зниження температури.
Лінійне розширення - це те, при якому спостерігаються зміни лише в одному вимірі, тобто довжині матеріалу. Уявіть таку ситуацію: металевий пруток довжиною Li при температурі ti, нагрівається до певної температури tf. Що можна побачити, це те, що брусок після нагрівання вже не однакової довжини, тобто він зазнав змін у своїх розмірах, у своїй довжині, розширився. Подивіться:
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Де ΔL = Lf - Л.i - це зміна довжини, тобто лінійне розширення стержня. І Δt = tf - тi - коливання температури бару. Експериментально виявляється, що:
- початкова довжина (Li) пропорційна початковій температурі (ti);
- кінцева довжина (Lf) пропорційна кінцевій температурі (tf);
- лінійне розширення залежить від матеріалу, з якого складається планка.
Завдяки цим висновкам було визначено таке рівняння лінійного розширення тіл: ΔL = Liα t, де α називається коефіцієнт лінійного розширення, є постійною характеристикою матеріалу, що становить тіло. Наприклад, для алюмінію маємо α = 0,000023 на ° C (або ° C-1), це означає, що алюміній розширює 23 мільйонні частки своєї довжини при кожних варіаціях 1 ° C його температура, тобто дуже мала дилатація, яку можна побачити лише в мікроскоп.
Марко Ауреліо да Сільва
Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:
САНТОС, Марко Ауреліо да Сільва. «Лінійне розширення»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm. Доступ 27 червня 2021 року.
