Co to jest rozszerzalność termiczna?

W wyniku zmian temperatury zmiany materii objętości.Ta koncepcja jest znana jako rozszerzalność cieplna.Gdy substancja się nagrzewa, cząsteczki w tej sprawie poruszają się, stając się bardziej aktywne wraz ze wzrostem temperatury.Ta aktywność powoduje, że cząsteczki potrzebują dodatkowej przestrzeni między sobą, powiększając rozmiar materiału.Równanie opisujące tę koncepcję jest znane jako współczynnik ekspansji cieplnej i może być zdefiniowane przez fakt, że stopień ekspansji jest podzielony przez zmianę temperatury w materiale.

Zastosowanie niektórych materiałów stałych w budownictwie i inżynierii jest bezpośrednim wynikiem tego rozszerzenia cieplnego.Potrzeba, aby obiekty zachowały swój kształt bez poważnych zniekształceń, powoduje powszechną praktykę stosowania metali i tworzyw sztucznych.Na przykład młot musi zachować swój kształt, gdy temperatury rosną, aby zapobiec upośledzeniu.Chociaż zasada ta jest ogólnie prawdziwa w oparciu o rodzaj zastosowanego materiału, niektóre struktury, takie jak kryształy, mogą mieć różne współczynniki rozszerzalności cieplnej w zależności od kształtu.

Podobnie w przypadku koncepcji ujemnej ekspansji cieplnej, warunki, takie jak ekstremalna przyczyna zimnaMateriały do zawarcia dokładnych przeciwnych powodów jako regularnego rozszerzenia cieplnego.Często inne materiały o różnych współczynnikach są potrzebne w połączeniu z tymi ciałami.Jednym z przykładów może być okno, które wymaga gumowych złączek, aby zapobiec rozszerzeniu i skurczu metalowej ramy.

Im mocniejszy materiał, tym niższa ekspansja cieplna.Ciecze będą się łatwiejsze niż ciałę stałe.Jest to spowodowane faktem, że wraz ze wzrostem wiązania energii między cząsteczkami zmniejsza się ekspansja cieplna w tych substancjach.Ponadto niektóre materiały zmieniają wielkość z powodu absorpcji lub desorpcji wody lub rozpuszczalników.

Rodzaj ekspansji znanej jako ekspansja anizotropowa może wystąpić w ramach niektórych rodzajów materiałów.Oznacza to, że substancja stała nie rozszerzy się dokładnie tak podobnie w każdym kierunku.Każdy materiał z wieloma warstwami, takimi jak grafit, zwykle rozszerza się łatwiej w prostopadły sposób z warstwami, a nie pionowo w stosunku do warstw.Może to być korzystne dla projektantów podczas próby wykonania dopasowania, które musiałoby rozwinąć się tylko w jednym kierunku, gdy wystawiono na zmiany temperatury.