Rozszerzalność cieplna
W fizyce rozszerzalność cieplna to prawdopodobieństwo zmiany objętości materii w odpowiedzi na zmianę temperatury. Kiedy substancja jest podgrzewana, jej cząsteczki podstawowe poruszają się szybciej i w ten sposób na ogół utrzymują większą średnią separację. Materiały, które kurczą się wraz ze wzrostem temperatury są bardzo rzadkie; efekt ten jest ograniczony wielkością i występuje tylko w ograniczonych zakresach temperatur. Stopień rozszerzalności podzielony przez zmianę temperatury nazywany jest współczynnikiem rozszerzalności cieplnej materiału i generalnie zmienia się wraz z temperaturą.
Termometry są przykładem zastosowania rozszerzalności cieplnej. Zawierają one ciecz, która może poruszać się tylko w jednym kierunku (wzdłuż rurki), gdy objętość zmienia się wraz z temperaturą.
Rozszerzalność cieplna może stać się problemem dla pociągów, ponieważ może powodować zapinanie się szyn. Na szynach znajdują się monitory, które w przypadku wystąpienia nienormalnie wysokiej temperatury mogą zostać ostrzeżone, a pociągi mogą zostać poproszone o zwolnienie tempa w celu zmniejszenia ciepła tarcia. Czasami na wewnętrznych częściach szyn będą one pomalowane na biało, aby odbijały gorące promienie słoneczne i nie powodowały zapięć.
Pytania i odpowiedzi
P: Czym jest rozszerzalność cieplna w fizyce?
O: Rozszerzalność cieplna w fizyce to tendencja materii do zmiany objętości w odpowiedzi na zmianę temperatury.
P: Co dzieje się z podstawowymi cząsteczkami substancji po jej podgrzaniu?
O: Gdy substancja jest podgrzewana, jej podstawowe cząsteczki poruszają się szybciej i utrzymują większą średnią separację.
P: Czy materiały, które kurczą się wraz ze wzrostem temperatury są powszechne czy rzadkie?
O: Materiały, które kurczą się wraz ze wzrostem temperatury są rzadkie.
P: Co to jest współczynnik rozszerzalności cieplnej?
O: Współczynnik rozszerzalności cieplnej to stopień rozszerzalności podzielony przez zmianę temperatury materiału, która zazwyczaj zmienia się wraz z temperaturą.
P: Czy rozszerzalność cieplna może stanowić problem dla pociągów?
O: Tak, rozszerzalność cieplna może stanowić problem dla pociągów, ponieważ może powodować wyboczenie szyn.
P: W jaki sposób termometry wykorzystują rozszerzalność cieplną?
O: Termometry zawierają ciecz, która może poruszać się tylko w jednym kierunku (wzdłuż rurki), gdy objętość zmienia się wraz z temperaturą.
P: Co robią monitory na szynach kolejowych, gdy temperatura staje się nienormalnie wysoka?
O: Monitory na szynach kolejowych ostrzegają władze, jeśli temperatura staje się nienormalnie wysoka, a pociągi mogą zostać poproszone o zwolnienie, aby zmniejszyć ciepło tarcia.
