Espansione termica è la tendenza della materia a cambiare il volume in risposta alle variazioni di temperatura.
* Solidi: Espandi in tutte e tre le dimensioni (lunghezza, larghezza e altezza) quando riscaldati. Questo perché gli atomi vibrano in modo più vigoroso a temperature più elevate, spingendosi a vicenda.
* Liquidi: Espandi in modo simile ai solidi, sebbene la loro espansione sia generalmente più significativa.
* Gas: Espandere in modo significativo quando riscaldato. Ciò è dovuto all'aumento dell'energia cinetica delle molecole di gas, che le fa muovere più velocemente e si scontrano con le pareti del contenitore più frequentemente.
La quantità di espansione dipende da:
* Il materiale: Materiali diversi si espandono a tariffe diverse. Ad esempio, l'acciaio si espande più del rame per lo stesso cambiamento di temperatura.
* La variazione di temperatura: Maggiore è il cambiamento di temperatura, maggiore è l'espansione.
* Il volume iniziale: Un volume maggiore avvertirà una variazione maggiore di volume per lo stesso cambiamento di temperatura.
Esempi pratici di espansione termica:
* Bridges: Le lacune sono integrate in ponti per consentire l'espansione e la contrazione a causa delle variazioni di temperatura.
* Termometri: L'espansione di mercurio o alcol in un tubo di vetro viene utilizzata per misurare la temperatura.
* strisce bimetalliche: Questi sono usati nei termostati e in altri dispositivi in cui è necessario rilevare un cambiamento di temperatura.
Formula per l'espansione termica:
La variazione del volume (ΔV) dovuta all'espansione termica può essere calcolata usando la formula:
ΔV =v₀ * β * Δt
Dove:
* ΔV è la variazione del volume
* V₀ è il volume iniziale
* β è il coefficiente di espansione del volume per il materiale
* Δt è la variazione di temperatura
È importante notare che questa formula si applica ai materiali isotropi uniformi e può essere adattata per l'espansione lineare (cambiamento di lunghezza) o l'espansione dell'area (cambiamento nella superficie).
