La dilatation thermique est la tendance de la matière à changer de volume en réponse aux changements de température. Voici une ventilation:
les bases:
* Motion de chaleur et de moléculaire: Toute la matière est composée d'atomes et de molécules qui sont constamment en mouvement. À mesure que la température augmente, ces molécules vibrent plus rapidement et se séparent plus loin.
* Espacement accru: Cette augmentation du mouvement moléculaire entraîne une augmentation de la distance moyenne entre les molécules. Étant donné que les molécules sont plus éloignées, le volume global du matériau se développe.
Types d'expansion thermique:
* Extension linéaire: Cela fait référence au changement de longueur d'un matériau solide en raison des changements de température. Pensez à un pont métallique se développant dans la chaleur estivale.
* Expansion de la zone: Cela fait référence au changement de surface d'un matériau en raison des changements de température. Imaginez qu'une plaque métallique s'agrandisse en se réchauffant.
* Extension de volume: Cela fait référence au changement de volume d'un matériau en raison des changements de température. Cela s'applique aux solides et aux liquides. Considérez l'expansion de l'eau lorsqu'elle bouillonne.
Facteurs affectant l'expansion thermique:
* Matériel: Différents matériaux se développent à différents taux. Par exemple, l'acier se dilate plus que l'aluminium à la même augmentation de la température.
* Changement de température: Plus le changement de température est grand, plus l'expansion est grande.
* Taille initiale: Des objets plus grands connaîtront une plus grande expansion absolue que les plus petites.
Conséquences et applications:
* Ingénierie: Les ingénieurs envisagent une expansion thermique lors de la conception de structures, de ponts et d'autres infrastructures pour éviter les problèmes causés par les fluctuations de la température.
* vie quotidienne: La dilatation thermique est la raison pour laquelle les couvercles métalliques peuvent se coincer sur des bocaux après avoir été chauffés dans l'eau chaude, pourquoi les routes ont des joints d'expansion et pourquoi les thermomètres fonctionnent.
Remarques importantes:
* La plupart des matériaux se développent lorsqu'ils sont chauffés et se contractent lorsqu'ils sont refroidis, mais il y a quelques exceptions (comme l'eau entre 0 ° C et 4 ° C).
* La dilatation thermique est une propriété physique qui peut être utilisée pour mesurer les changements de température.
En comprenant l'expansion thermique, nous pouvons mieux prédire et contrôler le comportement des matériaux dans différents environnements.
