Co je to termoelasticita?

Termoelasticita je změna velikosti a tvaru pevného objektu, když teplota tohoto objektu kolísá.Materiály, které jsou pružnější, se budou rozšiřovat a uzavírat více než ty materiály, které jsou nepružnější.Vědci používají své chápání termoelasticity k návrhu materiálů a předmětů, které vydrží kolísání teploty bez rozbití.

Vědci pochopili rovnice, které popisují termoelasticitu po více než 100 let.Tím, že podrobí materiály rostoucím a klesacím teplotám, jsou inženýři schopni předvídat, jak moc se tyto materiály rozšiřují nebo se stahují při různých teplotách.Tato znalost je důležitá při stavbě strojů nebo struktur na hmotnosti s kusy, které je třeba těsně zapadat dohromady.Pochopení principů termoelasticity pomáhá inženýrům navrhovat věci, které udržují jejich strukturální integritu pro řadu teplot.Například s vědomím, že beton se rozšiřuje, když je zahříván, je důvod, proč chodníky jsou navrženy s malými prostory mezi deskami.Bez těchto prostorů by beton neměl prostor pro expanzi, způsobil velký stres na materiál a vedl k prasklinám, zlomům nebo děrům.Podobně jsou mosty navrženy s expanzními klouby, které umožňují expanzi komponent při zahřívání.Expanze, která je popsána formoelasticitou vzorců, je způsobena zvýšením pohybu atomů v materiálu.Tyto atomy zůstávají vzájemně spojeny jako pevné zahřívání, ale molekulární vazby rostou velikosti, což umožňuje atomům se pohybovat od sebe navzájem a způsobit růst materiálu.Naopak, když je materiál ochlazen, atomy se pohybují méně a vazby je přitahují blíže k sobě navzájem.Když jsou zahřívány, desky betonu se rozšiřují k sobě, nahoru od země a dolů směrem k zemi.Poháry nebo jiné plavidla se budou rozšířit ve všech směrech a také tak, aby celkový objem, který mohou obsahovat, se zvyšuje spolu s velikostí lodi.Specifické vzorce se používají ve studii termoelasticity k popisu toho, jak se objekty mění ve tvaru se změnami teploty.