Co je to tepelná roztažení?

V důsledku změn teploty, změny hmoty v objemu. Tento koncept je známý jako tepelná rozšíření. Jak se látka zahřívá, částice ve věci se pohybují a stávají se aktivnějšími, jak teplota stoupá. Tato aktivita způsobuje, že částice mezi sebou potřebují další prostor, což zvětšuje velikost materiálu. Rovnice k popisu tohoto konceptu je známá jako koeficient tepelné roztažnosti a může být definována skutečností, že stupeň expanze je rozdělen změnou teploty v materiálu.

Použití určitých pevných materiálů při konstrukci a inženýrství je přímým důsledkem této tepelné roztažení. Potřeba, aby si objekty udržely svůj tvar bez velkého zkreslení, vede k běžné praxi používání kovů a plastů. Například kladivo si musí udržet svůj tvar, jak se teploty zvyšují, aby se zabránilo poškození. Zatímco tento princip je obecně pravdivý na základě typu použitého materiálu, určité struktury, jako jsou krystaly, CAn má různé koeficienty tepelné roztažnosti v závislosti na tvaru. Ve spojení s těmito pevnými látkami jsou často zapotřebí další materiály s různými koeficienty. Jedním z příkladů by bylo okno, které potřebuje gumové armatury, aby se zabránilo expanzi a kontrakci kovového rámu.

Čím těžší je materiál, tím nižší je tepelná roztažení. Kapaliny se rozšíří snadněji než pevné látky. To je způsobeno skutečností, že se zvyšováním energetické vazby mezi částicemi se v těchto látkách snižuje tepelná roztažnost. Kromě toho určité materiály mění velikost v důsledku absorpce nebo desorpce vody nebo rozpouštědel.

Typ expanze známé jako anizotropní expanze může nastat v určitém typues materiálů. To znamená, že pevná látka se nerozšiřuje přesně v každém směru. Jakýkoli materiál s několika vrstvami, jako je grafit, se obvykle snadněji rozšiřuje kolmo s vrstvami spíše než svisle proti vrstvám. To může být pro designéry prospěšné při pokusu o vytvoření montáže, které by se muselo při vystavení změnám teploty rozšířit pouze v jednom směru.