les bases:
* Motion de chaleur et de moléculaire: Lorsque vous chaleur, vous augmentez l'énergie cinétique moyenne de ses molécules. Ces molécules se déplacent plus rapidement et vibrent plus intensément.
* Espacement et volume: Ce mouvement accru fait que les molécules se séparent plus loin, entraînant une expansion du volume du matériau.
* refroidissement et contraction: À l'inverse, lorsque vous refroidissez la matière, les molécules ralentissent, se rapprochent et que le matériel se contracte.
Types d'expansion thermique:
* Extension linéaire: Cela se produit en solides et fait référence au changement de longueur d'un objet dans une direction. Par exemple, une tige métallique deviendra plus longue lorsqu'elle est chauffée et plus courte lorsqu'elle est refroidie.
* Expansion de la zone: Cela fait référence au changement de surface d'un objet. Imaginez une plaque métallique; Il se développera à la fois en longueur et en largeur lorsqu'il est chauffé.
* Extension de volume: Il s'agit de la forme d'expansion la plus générale et décrit le changement du volume total d'un objet.
Facteurs affectant l'expansion thermique:
* Matériel: Différents matériaux ont différents coefficients d'expansion thermique. Cela signifie que certains matériaux se développent plus que d'autres pour le même changement de température. L'acier se dilate plus que le verre, par exemple.
* Changement de température: Plus le changement de température est grand, plus l'expansion ou la contraction est grande.
* Taille initiale: Les objets plus grands se développeront plus que les objets plus petits au même changement de température.
Exemples du monde réel:
* ponts: Les ingénieurs doivent envisager une expansion thermique lors de la conception de ponts, car le pont peut se développer et se contracter avec des fluctuations de température. Des joints d'expansion sont intégrés pour s'adapter à ces changements.
* Thermomètres: Les liquides, comme le mercure ou l'alcool, se développent considérablement lorsqu'ils sont chauffés, ce qui les rend adaptés à une utilisation dans les thermomètres.
* bandes bimétalliques: Ce sont des bandes en deux métaux différents avec des coefficients d'expansion différents. Ils sont utilisés dans les thermostats et autres appareils qui répondent aux changements de température.
Importance:
La compréhension de l'expansion thermique est cruciale dans de nombreux domaines d'ingénierie, de la construction du bâtiment à la conception aérospatiale. Il est important de considérer les effets potentiels de l'expansion et de la contraction lorsque vous travaillez avec des matériaux, en particulier dans les situations impliquant de grands changements de température.
