Teplotní roztažnost pevných těles

TEPLOTNÍ ROZTAŽNOST = fyzikální jev, při kterém pevné těleso se změnou teploty mění své rozměry (např. délka tyče, průměr koule, ...)


DÉLKOVÁ ROZTAŽNOST





z pokusů vyplývá
prodloužení tyče (Δl) je přímo úměrné počáteční délce tyče (l0 )
prodloužení tyče (Δl) je přímo úměrné změně teploty Δt

Δl = α . l0 . Δt                 Δl = l - l0

l = l0 . (1 + α.Δt)

l ... délka tyče po zahřátí
l0 ... délka tyče před zahřátím
Δt ... změna teploty
α ... součinitel teplotní délkové roztažnosti
jednotka: K-1 (reciproký kelvin)
závisí na druhu látky (najdeme ho pro danou látku v tabulkách - Fyzik. kabinet Gymnázia Klatovy)
αAl = 2,4 . 10-5 K-1, αCu = 1,7 . 10-5 K-1, αkřemenné sklo = 5.10-7 K-1
mění se s teplotou (pro malé Δt je konstantní)

OBJEMOVÁ ROZTAŽNOST

obdobně
V = V0 . (1 + β.Δt)
V .... objem tělesa po zahřátí
V0 ... objem tělesa před zahřátím
Δt ... změna teploty
β .... součinitel teplotní objemové roztažnosti
jednotka: K-1 (reciproký kelvin)
závisí na druhu látky
mění se s teplotou (pro malé Δt je konstantní)
vztah mezi α a β: β = 3α, přibližně (souvisí s prostorem kolem nás, je trojrozměrný)

VYUŽITÍ V PRAXI

  • Mostní kovové konstrukce
    • upevnění pouze na jedné straně, na druhé straně spára
  • Napínání kovových lan nebo zavěšování kovových vodičů
    • prověšení drátů
  • Při pevném spojení musí mít látky stejnou teplotní roztažnost
    • železobeton, amalgan v zubech, a další ...
  • Bimetalový pásek jako regulátor teploty v žehličce
  • Bimetalový teploměr
    • dva snýtované kovové pásky s různou teplotní roztažností
  • a další