Vad är värmeutvidgning?

Som ett resultat av förändringar i temperaturen, materiella förändringar i volym. Detta koncept kallas värmeutvidgning. När ett ämne värms upp rör sig partiklarna i saken och blir mer aktiva när temperaturen stiger. Denna aktivitet får partiklarna att behöva ytterligare utrymme mellan varandra och förstora storleken på ett material. Ekvationen för att beskriva detta koncept är känd som koefficienten för värmeutvidgning och kan definieras av det faktum att graden av expansion divideras av temperaturförändringen i ett material.

Användningen av vissa fasta material i konstruktion och teknik är ett direkt resultat av denna termiska expansion. Behovet av att objekt ska behålla sin form utan större snedvridning resulterar i den vanliga praxis att använda metaller och plast. Till exempel måste en hammare behålla sin form när temperaturen ökar för att förhindra försämring. Även om denna princip i allmänhet är sant baserat på vilken typ av material som används, vissa strukturer, såsom kristaller, CAn har olika koefficienter för termisk expansion beroende på formen.

På samma sätt med begreppet negativ värmeutvidgning, förhållanden som extrem kallt material att sammandras av exakt motsatta skäl som regelbunden värmeutvidgning. Ofta behövs andra material med olika koefficienter i samband med dessa fasta ämnen. Ett exempel skulle vara ett fönster, som behöver gummibeslag för att förhindra expansion och sammandragning av metallramen.

Ju hårdare materialet, desto lägre är den termiska expansionen. Vätskor kommer att expandera lättare än fasta ämnen. Detta orsakas av det faktum att när energibindningen mellan partiklarna ökar minskar den termiska expansionen i dessa ämnen. Dessutom ändrar vissa material storlek på grund av absorption eller desorption av vatten eller lösningsmedel.

En typ av expansion som kallas anisotropisk expansion kan förekomma inom viss typmaterial. Detta innebär att det fasta ämnet inte kommer att expandera exakt lika i varje riktning. Allt material med ett antal lager, såsom grafit, expanderar vanligtvis lättare på ett vinkelröst sätt med skikten snarare än vertikalt mot skikten. Detta kan vara fördelaktigt för designers när man försöker göra en passning som skulle behöva expandera i endast en riktning när den utsätts för temperaturförändringar.