Expansion thermique est la tendance de la matière à changer de volume en réponse aux changements de température.
* solides: Développez dans les trois dimensions (longueur, largeur et hauteur) lorsqu'elles sont chauffées. En effet, les atomes vibrent plus vigoureusement à des températures plus élevées, se séparant davantage.
* Liquides: Se développez de manière similaire aux solides, bien que leur expansion soit généralement plus importante.
* gaz: Se développent considérablement lorsqu'il est chauffé. Cela est dû à l'augmentation de l'énergie cinétique des molécules de gaz, ce qui les amène à se déplacer plus rapidement et à entrer en collision avec les parois des conteneurs plus fréquemment.
Le montant de l'expansion dépend de:
* le matériau: Différents matériaux se développent à différents taux. Par exemple, l'acier se dilate plus que le cuivre pour le même changement de température.
* Le changement de température: Plus le changement de température est grand, plus l'expansion est grande.
* le volume initial: Un volume plus important subira un changement de volume plus important pour le même changement de température.
Exemples pratiques d'expansion thermique:
* ponts: Les lacunes sont intégrées dans les ponts pour permettre l'expansion et la contraction dues aux changements de température.
* Thermomètres: L'expansion du mercure ou de l'alcool dans un tube en verre est utilisée pour mesurer la température.
* bandes bimétalliques: Ceux-ci sont utilisés dans les thermostats et autres appareils où un changement de température doit être détecté.
Formule pour l'expansion thermique:
Le changement de volume (ΔV) dû à une expansion thermique peut être calculé à l'aide de la formule:
ΔV =V₀ * β * Δt
Où:
* ΔV est le changement de volume
* V₀ est le volume initial
* β est le coefficient d'expansion du volume pour le matériau
* Δt est le changement de température
Il est important de noter que cette formule s'applique aux matériaux isotropes uniformes et peut être adapté pour l'expansion linéaire (changement de longueur) ou l'expansion de la zone (changement de surface).
