STRUKTURA A VLASTNOSTI LÁTEK

PEVNÉ LÁTKY

Teplotní roztažnost pevných těles

Jedná se o fyzikální jev, při kterém pevné těleso se změnou teploty mění své rozměry.

(např. délka tyče, průměr koule, ...)

A) DÉLKOVÁ TEPLOTNÍ ROZTAŽNOST

Ocelový pásek a jeho prodloužení v závislosti na teplotě

Schématické znázornění

z pokusů vyplývá

  • prodloužení tyče (Δl) je přímo úměrné počáteční délce tyče (l0 )

  • prodloužení tyče (Δl) je přímo úměrné změně teploty Δt

Δl = k . l0 . Δt k = α

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)

B) OBJEMOVÁ TEPLOTNÍ ROZTAŽNOST

obdobně jako u délkové musí platit:

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 TEPLOTNÍ ROZTAŽNOSTI 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

ŘEŠENÉ ÚLOHY