Hőtágulás
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
Hőtágulásnak nevezzük azt a fizikai jelenséget, amikor valamely anyag hő hatására méretét megváltoztatja. Melegítéskor az anyagok általában tágulnak, mégpedig a változással egyenes arányban, anyagra jellemző állandó a hőtágulási együttható. Ez alól kivétel, ha halmazállapotváltozás történik, illetve néhány speciális, vagy bomlékony anyag zsugorodik (negatív hőtágulás). Léteznek kerámiák, és fémötvözetek, melyek nem változtatják egyáltalán a méretüket.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Összefüggések
A gázokkal kapcsolatban nyomásváltozásról beszélünk.
Az anyagtudomány három kategóriát határoz meg: A polimerek tízszer jobban tágulnak, mint a fémek, amik megelőzik a kerámiákat.
[szerkesztés] Szilárd testek hőtágulása
A szilárd testek hőtágulási tényezője függ az anyagi minőségtől.
[szerkesztés] Lineáris(vonalas) hőtágulás
Ha egy α lineáris hőtágulási tényezővel rendelkező l0 hosszúságú test hőmérséklete T0, akkor ΔT = Tk − T0 hőmérsékletváltozás hatására a hossza:
lessz.
Lineáris hőtágulási tényező: , mértékegység:
[szerkesztés] Felületi hőtágulás
Ha egy α lineáris hőtágulási tényezővel rendelkező A0 felületű test hőmérséklete T0, akkor ΔT = Tk − T0 hőmérsékletváltozás hatására a felülete:
lesz. Az α értékéből adódóan α2ΔT2 tag értéke elhanyagolhatóan kicsi, ezért:
[szerkesztés] Térfogati hőtágulás
Ha egy α lineáris hőtágulási tényezővel rendelkező anyagú V0 térfogatú test hőmérséklete T0, akkor ΔT = Tk − T0 hőmérsékletváltozás hatására a térfogata:
lesz. Az α értékéből adódóan a 2α2ΔT2, illetve az α3ΔT3 tag értéke elhanyagolhatóan kicsi, ezért:
[szerkesztés] Folyadékok hőtágulása
A folyadékoknak nincsen állandó alakjuk, így velük kapcsolatban csak térfogati hőtágulásról beszélhetünk. Néhány folyadéknak a hőtágulása nemcsak az anyagi minőségtől, hanem a hőmérséklettől is függ, azonban a legtöbb esetben ettől eltekinthetünk.
Térfogati hőtágulási együttható: , mértékegység:
Egy β hőtágulási tényezőjű, T0 kezdeti hőmérsékletű, V0 kezdeti térfogatú folyadék ΔT hőmérsékletváltozás hatására:
térfogatú lessz.