Quasi tutti i materiali subiscono una leggera deformazione in risposta ai cambiamenti di temperatura. Si espandono quando riscaldati e si contraggono quando vengono raffreddati. Questo è un fattore importante da considerare per le parti della macchina o componenti strutturali che esistono in ambienti con temperature fluttuanti. Se una parte si espande, può creare tensioni su altre parti strutturali e causare errori. La deformazione esatta di qualsiasi oggetto dipende dalla sua geometria e dalla sua costante di espansione termica.

Steps

Cerca la costante di espansione termica del materiale. La costante di espansione termica è una quantità che indica la variazione percentuale della lunghezza di un materiale per ciascun grado di variazione di temperatura. Ad esempio, un pollice di alluminio diventerà 0,0000131 pollici più lungo quando viene riscaldato di 1 grado Fahrenheit.

Determina l'oscillazione della temperatura a cui è sottoposto il cilindro. Presumibilmente, la parte è stata progettata ad una temperatura di base, come la temperatura ambiente, alla quale non subisce stress termico. Trova la differenza tra la temperatura di base e la temperatura massima o minima alla quale è esposto il cilindro.

Calcola la deformazione. La deformazione è una quantità adimensionale uguale alla variazione di lunghezza rispetto alla lunghezza originale. È possibile calcolare la deformazione moltiplicando la costante termica di espansione per il cambiamento di temperatura.

Ottenere altezza e diametro del cilindro. È possibile misurare queste quantità o ottenerle da specifiche preregistrate.

Moltiplicare la deformazione in base al diametro o all'altezza del cilindro per trovare la variazione di lunghezza in entrambe le direzioni. Se il cilindro si trova in una tasca o una manica e devi conoscere il suo cambiamento di circonferenza, moltiplica la variazione di diametro per il numero pi (3.14).

Suggerimento

Il volume di un cilindro è uguale a pi volte il quadrato del suo raggio per la sua altezza. Per trovare la variazione di volume dovuta all'espansione termica, calcolare le quote prima e dopo l'espansione e applicare la formula per il volume a ciascun caso. Ricorda che il raggio è metà del diametro.