Was ist Thermoelastizität?

Thermoelastizität ist die Änderung der Größe und Form eines festen Objekts, wenn die Temperatur dieses Objekts schwankt.Materialien, die elastischer sind, erweitern sich und verziehen sich mehr als die Materialien, die unelastischer sind.Wissenschaftler verwenden ihr Verständnis der Thermoelastizität, um Materialien und Objekte zu entwerfen, die Schwankungen der Temperatur ohne Brechen standhalten können.

Wissenschaftler haben die Gleichungen verstanden, die die Thermoelastizität seit über 100 Jahren beschreiben, aber erst kürzlich mit Stresstestmaterialien begonnen haben, um zu bestimmen, wie Thermoelastik sie sind.Durch die Auslegung von Materialien steigenden und fallenden Temperaturen können die Ingenieure vorhersagen, wie viel diese Materialien bei unterschiedlichen Temperaturen ausdehnen oder zusammenziehen werden.Dieses Wissen ist wichtig, wenn Sie Maschinen oder Gewichtsverlagerungsstrukturen mit Teilen bauen, die genau zusammenpassen.Das Verständnis der Prinzipien der Thermoelastizität hilft den Ingenieuren, Dinge zu entwickeln, die ihre strukturelle Integrität für eine Reihe von Temperaturen bewahren.

Die Prinzipien der Thermoelastizität haben die Art und Weise beeinflusst, wie Ingenieure eine Reihe verschiedener Objekte entwerfen.Zu wissen, dass sich Beton beispielsweise erweitert, wenn es erhitzt wird, ist der Grund, warum Bürgersteige mit kleinen Räumen zwischen den Platten ausgelegt sind.Ohne diese Räume hätte der Beton keinen Raum zum Ausdehnen, was das Material sehr belastet und zu Rissen, Pausen oder Löchern führt.Ebenso werden Brücken mit Ausdehnungsfugen ausgelegt, damit sich die Komponenten beim Erhitzen ausdehnen können.Die Expansion, die durch Thermoelastizitätsformeln beschrieben wird, wird durch eine Erhöhung der Bewegung der Atome im Material verursacht.Diese Atome bleiben miteinander verbunden, wenn ein fester Erwärmungen, aber die molekularen Bindungen wachsen in Größe, sodass sich die Atome voneinander entfernen und das Material wachsen lassen.Umgekehrt bewegen sich die Atome, wenn ein Material abgekühlt ist, weniger und die Bindungen ziehen sie näher zueinander.

Die Prinzipien der Thermoelastizität bestimmen, dass die durch eine Temperaturanstieg verursachte Expansion dazu führt, dass sich ein Objekt in alle Richtungen ausdehnt.Betonplatten expandieren sich gegenseitig, vom Boden weg und hinunter zum Boden, wenn sie erhitzt werden.Tassen oder andere Schiffe erweitern sich auch in allen Richtungen so gut, dass das Gesamtvolumen, das sie enthalten können, zusammen mit der Größe des Schiffes zunimmt.Spezifische Formeln werden in der Untersuchung der Thermoelastizität verwendet, um zu beschreiben, wie sich Objekte mit Änderungen der Temperatur ändern.