Cos'è l'espansione termica?

A seguito delle variazioni di temperatura, le variazioni della materia nel volume.Questo concetto è noto come espansione termica.Man mano che una sostanza si riscalda, le particelle all'interno della questione si muovono, diventando più attive man mano che la temperatura aumenta.Questa attività fa sì che le particelle ne abbiano uno spazio aggiuntivo tra loro, ingrandendo la dimensione di un materiale.L'equazione per descrivere questo concetto è nota come coefficiente di espansione termica e può essere definita dal fatto che il grado di espansione è diviso per il cambiamento di temperatura in un materiale.

L'uso di alcuni materiali solidi nella costruzione e ingegneria è il risultato diretto di questa espansione termica.La necessità per gli oggetti di conservare la loro forma senza importanti distorsioni comporta la pratica comune di usare metalli e materie plastiche.Ad esempio, un martello deve trattenere la sua forma man mano che le temperature aumentano per prevenire il danno.Mentre questo principio è generalmente vero in base al tipo di materiale utilizzato, alcune strutture, come i cristalli, possono possedere coefficienti diversi di espansione termica a seconda della forma.

Allo stesso modo con il concetto di espansione termica negativa, condizioni come la causa del freddo estremoMateriali da contrarre per le esatte ragioni opposte come regolare espansione termica.Spesso sono necessari altri materiali con coefficienti diversi insieme a questi solidi.Un esempio sarebbe una finestra, che richiede raccordi in gomma per prevenire l'espansione e la contrazione del telaio metallico.

più difficile il materiale, minore è l'espansione termica.I liquidi si espanderanno più facilmente dei solidi.Ciò è causato dal fatto che all'aumentare del legame energetico tra le particelle, l'espansione termica diminuisce in queste sostanze.Inoltre, alcuni materiali cambiano dimensione dovuta all'assorbimento o al desorbimento di acqua o solventi.

Un tipo di espansione nota come espansione anisotropica può verificarsi all'interno di alcuni tipi di materiali.Ciò significa che il solido non si espanderà esattamente allo stesso modo in ciascuna direzione.Qualsiasi materiale con un numero di strati, come la grafite, di solito si espande più facilmente in modo perpendicolare con gli strati piuttosto che verticalmente contro gli strati.Questo può essere utile per i progettisti quando si tenta di fare un adattamento che dovrebbe espandersi in una sola direzione quando esposto alle variazioni di temperatura.