Mi az a termikus bővítés?

A hőmérséklet változásainak eredményeként az anyag mennyisége megváltozik.Ezt a koncepciót termikus bővítésnek hívják.Ahogy egy anyag felmelegszik, az ügyben lévő részecskék mozognak, és aktívabbá válnak, amikor a hőmérséklet emelkedik.Ez a tevékenység miatt a részecskéknek további térre van szükségük egymás között, megnövelve az anyag méretét.Ennek a koncepciónak a leírására szolgáló egyenletet hőtágulási együtthatónak nevezzük, és meghatározható azzal a ténnyel, hogy a terjeszkedés mértékét az anyag hőmérsékletének megváltoztatásával osztják.

Bizonyos szilárd anyagok felhasználása az építésben és a mérnöki munka során ennek a termikus bővítésnek a közvetlen eredménye.Annak szükségessége, hogy a tárgyak megőrizzék alakjukat súlyos torzítás nélkül, a fémek és műanyagok használatának általános gyakorlatát eredményezik.Például egy kalapácsnak meg kell őriznie alakját, mivel a hőmérséklet emelkedése a károsodás megakadályozása érdekében.Noha ez az elv általában a felhasznált anyag típusán alapul, bizonyos struktúrák, például kristályok, az alakjától függően eltérő hőtágulási együtthatókkal rendelkezhetnek.Anyagok, hogy pontosan ellentétes okokból szerződjenek, mint rendszeres hőtágulást.Gyakran más, különböző együtthatókkal rendelkező anyagokra van szükség ezekkel a szilárd anyagokkal együtt.Példa erre egy ablak, amelynek gumiszerelvényekre van szüksége a fémkeret tágulásának és összehúzódásának megakadályozására.A folyadékok könnyebben bővülnek, mint a szilárd anyagok.Ennek oka az a tény, hogy a részecskék közötti energiakötés növekedésekor a termikus tágulás csökken ezekben az anyagokban.Ezenkívül egyes anyagok a víz vagy az oldószerek abszorpciója vagy deszorpciója miatt megváltoznak.

Az anizotróp tágulásnak nevezett tágulási típus bizonyos típusú anyagokon belül előfordulhat.Ez azt jelenti, hogy a szilárd anyag nem fog pontosan egyformázni mindkét irányban.Bármely olyan anyag, amelynek számos rétege, például a grafit, általában inkább merőleges módon bővül a rétegekkel, nem pedig függőlegesen a rétegekkel szemben.Ez hasznos lehet a tervezők számára, amikor megpróbálnak olyan felszerelést készíteni, amelynek csak egy irányba kell kiterjednie, ha a hőmérsékleti változásoknak vannak kitéve: