Hva er termoelastisitet?

Termoelastisitet er endringen i størrelsen og formen på et fast objekt når temperaturen på det objektet svinger.Materialer som er mer elastiske vil utvide og trekke seg mer enn de materialene som er mer uelastiske.Forskere bruker sin forståelse av termoelastisitet for å designe materialer og gjenstander som kan tåle svingninger i temperaturen uten å bryte.

Forskere har forstått ligningene som beskriver termoelastisitet i over 100 år, men har bare nylig begynt å teste materialer for å bestemme hvor termoelastisk de er.Ved å utsette materialer for stigende og fallende temperaturer, er ingeniører i stand til å forutsi hvor mye disse materialene vil utvide eller trekke seg sammen ved forskjellige temperaturer.Denne kunnskapen er viktig når du bygger maskiner eller vektbærende strukturer med stykker som må passe tett sammen.Å forstå prinsippene for termoelastisitet hjelper ingeniører med å designe ting som opprettholder deres strukturelle integritet for en rekke temperaturer.

Termoelastisitetsprinsippene har påvirket måten ingeniører designer en rekke forskjellige objekter.Å vite at betong utvides når den for eksempel blir oppvarmet, er grunnen til at fortauene er designet med små mellomrom mellom platene.Uten disse områdene ville betongen ikke ha rom til å utvide, forårsake mye stress på materialet, og føre til sprekker, pauser eller hull.Utvidelsen som er beskrevet av termoelastisitetsformler er forårsaket av en økning i bevegelsen av atomene i materialet.Disse atomene forblir knyttet til hverandre som en fast varmer, men de molekylære bindingene vokser i størrelse, slik at atomene kan bevege seg bort fra hverandre og får materialet til å vokse.Motsatt, når et materiale er avkjølt, beveger atomene seg mindre og bindingene trekker dem nærmere hverandre.

Termoelastisitetsprinsippene dikterer at utvidelsen forårsaket av en økning i temperaturen vil føre til at et objekt utvides i alle retninger.Betongplater utvides ut mot hverandre, opp fra bakken og ned mot bakken når de blir oppvarmet.Kopper eller andre fartøy vil utvide seg i alle retninger i en slik måte at det totale volumet de kan inneholde øker sammen med størrelsen på fartøyet.Spesifikke formler brukes i studiet av termoelastisitet for å beskrive hvordan objekter endres i form med endringer i temperatur.