Θερμική διαστολή και συστολή-Γραμμική διαστολή στερεών
Αριστερή φωτογραφία: Train rails bend by a fire, Delaware, 1935. (December 22, 2011
1ο Πείραμα: Τα στερεά όταν θερμαίνονται διαστέλλονται και όταν ψύχονται συστέλλονται.
2ο Πείραμα: Γραμμική διαστολή θερμαινόμενης ράβδου.
(ΕΚΦΕ Καρδίτσας Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης)
------- ♦ ♦ ♦ --------
Ο νόμος της γραμμικής διαστολής μιας θερμαινόμενης ράβδου, είναι ο εξής:
Αν θερμάνουμε ράβδους από διαφορετικά υλικά και μετρήσουμε τη μεταβολή της θερμοκρασίας τους (Δθ) καθώς και την αντίστοιχη μεταβολή του μήκους τους (ΔL), διαπιστώνουμε ότι η μεταβολή του μήκους είναι ανάλογη:
- Με τη μεταβολή της θερμοκρασίας (Δθ) π.χ. σε διπλάσια μεταβολή θερμοκρασίας αντιστοιχεί διπλάσια μεταβολή μήκους.
- Με το αρχικό μήκος του σώματος (L0): Σε δύο ράβδους από το ίδιο υλικό, που η μία έχει διπλάσιο μήκος από την άλλη, όταν η θερμοκρασία μεταβάλλεται εξίσου, η μεταβολή του μήκους της πρώτης είναι διπλάσια από τη μεταβολή του μήκους της δεύτερης.
- Επίσης, η μεταβολή του μήκους (ΔL) εξαρτάται από το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένη η ράβδος. Όταν η θερμοκρασία μεταβληθεί εξίσου σε μια σιδερένια ράβδο και σε μια ράβδο αλουμινίου ίδιου αρχικού μήκους, η μεταβολή του μήκους της ράβδου αλουμινίου είναι μεγαλύτερη από τη μεταβολή του μήκους της σιδερένιας ράβδου.
Οι παραπάνω παρατηρήσεις μπορούν να διατυπωθούν και με τη γλώσσα των μαθηματικών:
ΔL = L0·α·Δθ
όπου ΔL η μεταβολή του μήκους, Δθ η μεταβολή της θερμοκρασίας, L0 το αρχικό μήκος της ράβδου και α ο συντελεστής της γραμμικής διαστολής του υλικού της ράβδου.
Ελέξτε τον παραπάνω νόμο, πατώντας πάνω στην παρακάτω εικόνα:
πηγή: seilias.gr