Aunque las dimensiones lineales y los volúmenes de los cuerpos cambian poco con un cambio de temperatura, este cambio a menudo debe tenerse en cuenta en la práctica; Al mismo tiempo, este fenómeno se utiliza ampliamente en la vida cotidiana y en la tecnología.
Teniendo en cuenta la expansión térmica de los cuerpos.
Un cambio en el tamaño de los sólidos debido a la expansión térmica conduce a la aparición de enormes fuerzas elásticas si otros cuerpos impiden este cambio de tamaño. Por ejemplo, una viga de puente de acero con una sección transversal de 100 cm2, cuando se calienta de -40 ° C en invierno a +40 ° C en verano, si los soportes impiden su alargamiento, crea una presión sobre los soportes (tensión) hasta 1.6 108 Pa, es decir, actúa sobre los soportes con una fuerza de 1.6 106N.
Los valores dados se pueden obtener de la ley y fórmula de Hooke (9.2.1) para la expansión térmica de los cuerpos.
F
Según la ley de Hooke, la tensión mecánica es a = ^ = Ee,
¿dónde? = y- - alargamiento relativo, y E - módulo de Young, "aproximadamente
Según (9.2.1) y1 = e = Sustituyendo este valor con
alargando en la fórmula de la ley de Hooke, obtenemos
El acero tiene un módulo de Young E = 2.1 1011 Pa, el coeficiente de temperatura de expansión lineal a1 = 9 10-6K-1. Sustituyendo estos datos en la expresión (9.4.1), obtenemos que a At = 80 ° C el esfuerzo mecánico es a = 1.6 108 Pa.
Dado que S = 10 ~ 2 m2, la fuerza F = aS = 1.6 106 N.
Para demostrar las fuerzas que aparecen cuando se enfría una barra de metal, se puede realizar el siguiente experimento. Calentamos una barra de hierro con un agujero en el extremo, en el que se inserta una barra de hierro fundido (Figura 9.5). Luego, insertaremos esta varilla en un soporte de metal macizo con ranuras. Cuando se enfría, la varilla se contrae y surgen fuerzas elásticas tan grandes que la varilla de hierro fundido se rompe.
Arroz. 9.5
La expansión térmica de los cuerpos debe tenerse en cuenta en el diseño de muchas estructuras. Se deben tomar medidas para que los cuerpos puedan expandirse o contraerse libremente cuando cambia la temperatura.
Por ejemplo, es imposible, por ejemplo, tirar firmemente de los cables del telégrafo, así como de los cables de las líneas eléctricas (líneas eléctricas) entre los soportes. En verano, la flacidez de los cables es notablemente mayor que en invierno.
Las tuberías de vapor de metal, así como las tuberías de calentamiento de agua, deben estar provistas de curvas (compensadores) en forma de bucles (Fig. 9.6).
Las tensiones internas pueden causar- ^^
goteo con calentamiento desigual de YG L
cuerpo homogéneo. Por ejemplo, vidrio- yo soy
Una botella de vidrio grueso o un vaso pueden estallar si se vierte agua caliente. En primer lugar, hay una Fig. 9.6 1. Se calientan las partes internas del recipiente que están en contacto con agua caliente. Se expanden y ejercen una fuerte presión sobre las partes frías externas. Por lo tanto, puede ocurrir la destrucción del recipiente. Un vaso delgado no explota cuando se vierte agua caliente en él, ya que sus partes internas y externas se calientan con la misma rapidez.
El vidrio de cuarzo tiene un coeficiente de expansión lineal de temperatura muy bajo. Dicho vidrio soporta, sin agrietarse, calentamiento o enfriamiento desigual. Por ejemplo, se puede verter agua fría en un matraz de vidrio de cuarzo al rojo vivo, mientras que un matraz de vidrio ordinario explota durante este experimento.
Los materiales diferentes que se someten a calentamiento y enfriamiento periódicos deben unirse solo cuando sus dimensiones cambien por igual con los cambios de temperatura. Esto es especialmente importante para productos de gran tamaño. Así, por ejemplo, el hierro y el hormigón se expanden de la misma forma cuando se calientan. Es por eso que el hormigón armado se ha generalizado, una solución de hormigón endurecido vertida en una celosía de acero, refuerzo (Figura 9.7). Si el hierro y el hormigón se expandieran de diferentes maneras, entonces, como resultado de las fluctuaciones de temperatura diarias y anuales, la estructura de hormigón armado colapsaría pronto.
Algunos ejemplos más. Los conductores de metal soldados en cilindros de vidrio de lámparas eléctricas y tubos de radio están hechos de una aleación (hierro y níquel), que tiene el mismo coeficiente de expansión que el vidrio, de lo contrario, el vidrio se agrietaría cuando el metal se calienta. El esmalte utilizado para cubrir los utensilios de cocina y el metal del que están hechos los utensilios de cocina deben tener el mismo coeficiente de expansión lineal. De lo contrario, el esmalte explotará cuando los utensilios de cocina cubiertos con él se calienten y enfríen.
También se pueden desarrollar fuerzas significativas en un líquido si se calienta en un recipiente cerrado que no permite el paso del líquido.
expandir. Estas fuerzas pueden conducir a la destrucción de los vasos en los que está contenido el líquido. Por tanto, esta propiedad del líquido también debe tenerse en cuenta. Por ejemplo, los sistemas de tuberías de agua caliente siempre están equipados con un vaso de expansión conectado a la parte superior del sistema y que se comunica con la atmósfera. Cuando se calienta el agua en el sistema de tuberías, una pequeña parte del agua pasa al tanque de expansión y esto elimina el estado de estrés del agua y las tuberías. Por la misma razón, el transformador de potencia refrigerado por aceite tiene un tanque de expansión de aceite en la parte superior. Cuando la temperatura sube, el nivel de aceite en el tanque sube; cuando el aceite se enfría, baja.
El uso de la expansión térmica en la ingeniería.
Arroz. 9,8
Termostato
La figura 9.10 muestra esquemáticamente el dispositivo de uno de los tipos de controladores de temperatura. El arco bimetálico 1 cambia su curvatura cuando cambia la temperatura. En su extremo libre se fija una placa metálica 2 que, cuando se desenrolla el arco, toca el contacto 3, y cuando se retuerce, se aleja de él. Si, por ejemplo, el contacto 3 y la placa 2 están conectados a los extremos 4, 5 de un circuito eléctrico que contiene un dispositivo de calentamiento, entonces cuando estén en contacto
La expansión térmica de los cuerpos se usa ampliamente en tecnología. A continuación se muestran algunos ejemplos. Dos placas diferentes (por ejemplo, hierro y cobre), soldadas entre sí, forman la denominada placa bimetálica (Figura 9.8). Cuando se calientan, tales placas se doblan debido al hecho de que una se expande con más fuerza que la otra. La de las tiras (cobre), que se expande más, siempre está en el lado convexo (Fig. 9.9). Esta propiedad de las placas bimetálicas se usa ampliamente para la medición y regulación de temperatura.
Cuando se retiran el contacto y la placa, el circuito eléctrico se cerrará: el dispositivo comenzará a calentar la habitación. El arco bimetálico 1, cuando se calienta, comenzará a torcerse ya cierta temperatura desconectará la placa 2 del contacto 3: el circuito se romperá, la calefacción se detendrá. Cuando se enfría, el arco 1, girando hacia arriba, forzará nuevamente al dispositivo de calentamiento a encenderse. Por tanto, la temperatura ambiente se mantendrá en este nivel. Un termostato similar se instala en incubadoras donde se requiere mantener una temperatura constante. En la vida cotidiana, los termostatos se instalan en refrigeradores, planchas eléctricas, etc. La llanta (banda) de la rueda de un vagón de ferrocarril está hecha de acero, el resto de la rueda está hecha de un metal más económico: hierro fundido. Los vendajes de las ruedas se colocan en un estado calentado. Después de enfriarse, se encogen y, por lo tanto, se mantienen firmes.
Además, en un estado calentado, las poleas, los cojinetes se colocan en los ejes, los aros de hierro en los barriles de madera, etc. La propiedad de los líquidos de expandirse cuando se calientan y encogerse cuando se enfrían se usa en dispositivos utilizados para medir la temperatura: termómetros. El mercurio, el alcohol, etc. se utilizan como líquidos para la fabricación de termómetros.
Cuando los cuerpos se expanden o contraen, surgen enormes tensiones mecánicas si otros cuerpos impiden el cambio de tamaño. La técnica utiliza placas bimetálicas que cambian de forma cuando se calientan.
Es bien sabido que los sólidos aumentan su volumen cuando se calientan. Esta es la expansión térmica. Considere las razones que conducen a un aumento del volumen corporal cuando se calienta.
Es obvio que el volumen del cristal crece a medida que aumenta la distancia media entre átomos. Esto significa que un aumento de temperatura conlleva un aumento de la distancia media entre los átomos del cristal. ¿Cuál es la razón del aumento de la distancia entre átomos durante el calentamiento?
Un aumento en la temperatura del cristal significa un aumento en la energía del movimiento térmico, es decir, vibraciones térmicas de los átomos en la red (ver página 459) y, en consecuencia, un aumento en la amplitud de estas vibraciones.
Pero un aumento en la amplitud de vibración de los átomos no siempre conduce a un aumento en la distancia promedio entre ellos.
Si las vibraciones de los átomos fueran estrictamente inarmónicos, entonces cada átomo se acercaría a uno de sus vecinos tanto como se aleja del otro, y un aumento en la amplitud de sus vibraciones no conduciría a un cambio en la distancia interatómica promedio, y por tanto a la expansión térmica.
En realidad, los átomos de la red cristalina realizan vibraciones anarmónicas (es decir, no armónicas). Esto se debe a la naturaleza de la dependencia de las fuerzas de interacción entre átomos / de la distancia entre ellos. Como se indicó al principio de este capítulo (véanse las figuras 152 y 153), esta dependencia es tal que a grandes distancias entre átomos, las fuerzas de interacción entre átomos aparecen como fuerzas de atracción y, a medida que esta distancia disminuye, cambian de signo y se convierten en fuerzas repulsivas, que aumentan rápidamente al disminuir la distancia.
Esto lleva al hecho de que con un aumento en la "amplitud" de las vibraciones de los átomos debido al calentamiento del cristal, el crecimiento de las fuerzas repulsivas entre los átomos prevalece sobre el crecimiento de las fuerzas de atracción. En otras palabras, es "más fácil" para un átomo alejarse de un vecino que acercarse a otro. Esto, por supuesto, debería conducir a un aumento en la distancia promedio entre átomos, es decir, a un aumento en el volumen del cuerpo cuando se calienta.
De ahí se sigue que la razón de la expansión térmica de los sólidos es la anarmonicidad de las vibraciones atómicas en la red cristalina.
La expansión térmica se caracteriza cuantitativamente por los coeficientes de expansión lineal y volumétrica, que se determinan de la siguiente manera. Dejemos que un cuerpo de longitud I, cuando la temperatura cambia en grados, cambie su longitud por El coeficiente de expansión lineal se determina a partir de la relación
es decir, el coeficiente de expansión lineal es igual al cambio relativo de longitud con un cambio de temperatura de un grado. De la misma manera, el coeficiente de expansión volumétrica está determinado por la fórmula
es decir, el coeficiente es igual al cambio relativo de volumen por grado.
De estas fórmulas se desprende que la longitud y el volumen a una determinada temperatura que difiere en grados de la inicial, se expresan mediante las fórmulas (para un pequeño
donde están la longitud inicial y el volumen del cuerpo.
Debido a la anisotropía de los cristales, el coeficiente de expansión lineal a puede ser diferente en diferentes direcciones. Esto significa que si una bola está tallada en un cristal dado, luego de calentarla perderá su forma esférica. Se puede demostrar que, en el caso más general, tal esfera al calentarse se transforma en un elipsoide triaxial, cuyos ejes están conectados con los ejes cristalográficos del cristal.
Los coeficientes de expansión térmica a lo largo de los tres ejes de este elipsoide se denominan coeficientes de expansión del cristal principal.
Si los denotamos, respectivamente, mediante el coeficiente de expansión volumétrica del cristal
Para cristales con simetría cúbica, así como para cuerpos isotrópicos,
Una bola mecanizada a partir de tales cuerpos sigue siendo una bola incluso después del calentamiento (por supuesto, de un diámetro mayor).
En algunos cristales (por ejemplo, hexagonal)
Los coeficientes de expansión lineal y volumétrica prácticamente permanecen constantes si los rangos de temperatura en los que se miden son pequeños y las temperaturas mismas son altas. En general, los coeficientes de expansión térmica dependen de la temperatura y, además, de la misma manera que la capacidad calorífica, es decir, a bajas temperaturas los coeficientes disminuyen al disminuir la temperatura en proporción al cubo de temperatura, tendiendo, como la capacidad calorífica,
a cero en el cero absoluto. Esto no es sorprendente, ya que tanto la capacidad calorífica como la expansión térmica están asociadas con las vibraciones de la red: la capacidad calorífica proporciona la cantidad de calor necesaria para aumentar la energía promedio de las vibraciones térmicas de los átomos, que depende de la amplitud de la vibración, mientras que el coeficiente de expansión térmica está directamente relacionado con las distancias medias entre átomos, que también dependen de la amplitud de las vibraciones atómicas.
De ahí que siga una ley importante descubierta por Gruneisen: la relación entre el coeficiente de expansión térmica y la capacidad de calor atómico de un sólido para una sustancia dada es un valor constante (es decir, independiente de la temperatura).
Los coeficientes de expansión térmica de los sólidos suelen ser muy pequeños, como se puede ver en la Tabla. 22. Los valores del coeficiente a dado en esta tabla se refieren al intervalo de temperatura entre y
Tabla 22 (ver escaneo) Coeficientes de expansión térmica de sólidos
Algunas sustancias tienen un coeficiente de expansión térmica particularmente bajo. Esta propiedad es diferente, por ejemplo, el cuarzo. Otro ejemplo es una aleación de níquel y hierro (36% Ni), conocida como invar. Estas sustancias son ampliamente utilizadas en la fabricación de instrumentos de precisión.
Expansión térmica
Expansión térmica- cambio en las dimensiones lineales y la forma del cuerpo cuando cambia su temperatura. Cuantitativamente, la expansión térmica de líquidos y gases a presión constante se caracteriza por el coeficiente de expansión isobárico (coeficiente volumétrico de expansión térmica). Para caracterizar la expansión térmica de los sólidos, se introduce adicionalmente el coeficiente de expansión térmica lineal.
La rama de la física que estudia esta propiedad se llama dilatometria.
La expansión térmica de los cuerpos se tiene en cuenta en el diseño de todas las instalaciones, dispositivos y máquinas que operan en condiciones de temperatura variable.
Ley básica de expansión térmica. establece que un cuerpo de tamaño lineal en la dimensión correspondiente, con un aumento en su temperatura, se expande en una cantidad igual a:
,donde es el llamado coeficiente de expansión térmica lineal. Hay fórmulas similares disponibles para calcular los cambios en el área y el volumen del cuerpo. En el caso más simple dado, cuando el coeficiente de expansión térmica no depende ni de la temperatura ni de la dirección de expansión, la sustancia se expandirá uniformemente en todas las direcciones en estricta conformidad con la fórmula anterior.
ver también
Enlaces
Fundación Wikimedia. 2010.
Vea qué es "Expansión térmica" en otros diccionarios:
Cambios en el tamaño del cuerpo en el proceso de calentamiento. Cuantitativamente T. p. a presión constante p se caracteriza por el coeficiente isobárico. expansión (coeficiente de T. volumétrica p.) a = 1 / VX (dV / dT) p, donde V es el volumen de un cuerpo (sólido, líquido o gaseoso), T it ... ... Enciclopedia física
EXPANSIÓN TÉRMICA, cambio en el tamaño y la forma del cuerpo cuando cambia su temperatura. Se caracteriza por los coeficientes de expansión térmica volumétrica (para sólidos y lineal), es decir, un cambio en el volumen (dimensiones lineales) del cuerpo cuando cambia ... ... Enciclopedia moderna
Cambio de tamaño corporal cuando se calienta; caracterizado por el coeficiente de expansión volumétrica, y para los sólidos y el coeficiente de expansión lineal, donde l es el cambio en el tamaño lineal,? V del volumen corporal,? T de temperatura, el índice indica ... ... Diccionario enciclopédico grande
expansión térmica- - [Ya.N. Luginsky, MS Fezi Zhilinskaya, Y.S.Kabirov. Diccionario Inglés Ruso de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería de Energía Eléctrica, Moscú, 1999] Temas de ingeniería eléctrica, conceptos básicos EN expansión térmica expansión térmica ... Guía del traductor técnico
EXPANSIÓN TÉRMICA- cambio en el tamaño y la forma de los cuerpos cuando se calientan. La diferencia en las fuerzas de adhesión entre las moléculas del cuerpo en sus diversos agregados (ver) afecta el valor de T. p. Los sólidos, cuyas moléculas interactúan fuertemente, se expanden poco, los líquidos ... ... Gran Enciclopedia Politécnica
Cambios en el tamaño del cuerpo en el proceso de calentamiento. Cuantitativamente T. p. a presión constante, se caracteriza por un coeficiente de expansión isobárica (coeficiente volumétrico de T. p.) T2> T1, V es el volumen corporal inicial (diferencia de temperatura T2 T1 ... ... Gran enciclopedia soviética
expansión térmica- šiluminis plėtimasis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Kaitinamo kūno matmenų padidėjimas. atitikmenys: angl. expansión de calor; expansión térmica vok. thermische Ausdehnung, f; Wärmeausdehnung, f rus. expansión térmica, ... ... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
expansión térmica- šiluminis plėtimasis statusas T sritis chemija apibrėžtis Kaitinamo kūno matmenų padidėjimas. atitikmenys: angl. expansión de calor; expansión térmica rus. expansión térmica; expansión térmica ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
expansión térmica- šiluminis plėtimasis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. expansión de calor; expansión térmica vok. thermische Ausdehnung, f; Wärmeausdehnung, f rus. expansión térmica, n; expansión térmica, n pranc. termica de dilatacion, f; expansión …… Fizikos terminų žodynas
Cambio de tamaño corporal cuando se calienta; caracterizado por el coeficiente de expansión volumétrica αυ = 1 / V (ΔV / VT) Ξ, y para los sólidos y el coeficiente de expansión lineal αl = 1 / l (Δl / ΔТ) Ξ, donde Δl es el cambio en el tamaño lineal, ΔV del volumen corporal, ΔТ ... ... diccionario enciclopédico
Libros
- Expansión térmica de sólidos, SI Novikova, La monografía considera en detalle varios aspectos de las teorías existentes de expansión térmica de sólidos: cuestiones de la relación de expansión térmica con otras propiedades de los sólidos, la influencia de ... Categoría: Física del Estado Sólido. Cristalografía Editorial: Ciencia,
- Física. Fenómenos térmicos. Expansión térmica de sólidos y líquidos. Gases. 9-11 grados. Tareas de preparación para las Olimpiadas,
De los párrafos anteriores, sabemos que todas las sustancias están compuestas por partículas (átomos, moléculas). Estas partículas se mueven constantemente de forma caótica. Cuando se calienta una sustancia, el movimiento de sus partículas se acelera. En este caso, la distancia entre las partículas aumenta, lo que conduce a un aumento en el tamaño del cuerpo.
El cambio en el tamaño de un cuerpo cuando se calienta se llama expansión térmica..
La expansión térmica de los sólidos es fácil de confirmar por experiencia. Una bola de acero (Fig. 87, a, b, c), que pasa libremente a través del anillo, se expande después de calentarse con una lámpara de alcohol y se atasca en el anillo. Después de enfriarse, la bola vuelve a pasar libremente a través del anillo. De la experiencia se deduce que el tamaño de un sólido aumenta con el calentamiento y con el enfriamiento, disminuye.
Arroz. 87
La expansión térmica de diferentes sólidos no es la misma.
Con la expansión térmica de los sólidos, aparecen fuerzas enormes que pueden destruir puentes, doblar rieles de ferrocarril y romper cables. Para evitar que esto suceda, se tiene en cuenta el factor de expansión térmica al diseñar una estructura. Los cables de las líneas eléctricas cuelgan (Fig. 88) para que no se rompan al acortarse en invierno.
Arroz. 88
Arroz. 89
Los rieles en las juntas tienen un espacio (Fig. 89). Las partes de apoyo de los puentes se colocan sobre rodillos que pueden moverse cuando cambia la longitud del puente en invierno y verano (Fig. 90).
Arroz. 90
¿Se expande cuando se calienta el líquido? La expansión térmica de líquidos también se puede confirmar experimentalmente. Vierta en matraces idénticos: en uno - agua y en el otro - el mismo volumen de alcohol. Cerramos los matraces con tapones con tubos. Marcamos los niveles iniciales de agua y alcohol en los tubos con anillos de goma (Fig. 91, a). Ponemos los frascos en un recipiente con agua caliente. El nivel del agua en las tuberías aumentará (Fig. 91, b). El agua y el alcohol se expanden cuando se calientan. Pero el nivel en el tubo del matraz con alcohol es más alto. Esto significa que el alcohol se expande más. Por eso, expansión térmica de varios fluidos como sólidos, desigual.
Arroz. 91
¿Los gases experimentan expansión térmica? Responderemos la pregunta con la ayuda de la experiencia. Cerramos el matraz con aire con un tapón con tubo curvo. En el tubo (Fig. 92, a) hay una gota de líquido. Basta acercar las manos al matraz y la gota comienza a moverse hacia la derecha (Fig. 92, b). Esto confirma la expansión térmica del aire incluso cuando se calienta ligeramente. Además, lo que es muy importante, todos los gases, a diferencia de los sólidos y líquidos, cuando se calientan expandir lo mismo.
Arroz. 92
Piensa y responde 1. ¿Qué se llama expansión térmica de los cuerpos? 2. Dé ejemplos de expansión (contracción) térmica de sólidos, líquidos, gases. 3. ¿Cuál es la diferencia entre la expansión térmica de los gases y la expansión térmica de sólidos y líquidos?
DIY en casa
Con una botella de plástico y un tubo de jugo delgado, realice un experimento sobre la expansión térmica del aire y el agua en casa. Describe los resultados del experimento en un cuaderno.
¡Interesante saber!
No puede beber agua fría inmediatamente después del té caliente. Los cambios repentinos de temperatura a menudo provocan caries. Esto se debe al hecho de que la sustancia principal del diente, la dentina, y el esmalte que cubre el diente se expanden de manera desigual al mismo cambio de temperatura.
La expansión térmica de los cuerpos se usa ampliamente en tecnología. A continuación se muestran algunos ejemplos. Dos placas diferentes (por ejemplo, hierro y cobre), soldadas entre sí, forman la denominada placa bimetálica (Figura 9.8). Cuando se calientan, tales placas se doblan debido al hecho de que una se expande con más fuerza que la otra. La de las tiras (cobre), que se expande más, siempre está en el lado convexo (Fig. 9.9). Esta propiedad de las placas bimetálicas se usa ampliamente para medir y controlar la temperatura.
Termostato
La figura 9.10 muestra esquemáticamente el dispositivo de uno de los tipos de controladores de temperatura. Arco bimetálico 1 cuando la temperatura cambia, cambia su curvatura. Una placa de metal está unida a su extremo libre. 2, que, cuando el arco se desenrolla, toca el contacto 3, y cuando se retuerce, se aleja de él. Si, por ejemplo, el pin 3 y la placa 2 unido a los extremos 4, 5 circuito eléctrico que contiene el dispositivo de calefacción, luego, cuando el contacto y la placa entren en contacto, el circuito eléctrico se cerrará: el dispositivo comenzará a calentar la habitación. Arco bimetálico 1 cuando se calienta, comenzará a torcerse y a cierta temperatura se desprenderá la placa 2 desde el terminal 3: el circuito está roto, la calefacción se detiene. Al enfriar el arco 1, girar hacia arriba obligará al calentador a encenderse nuevamente. Por tanto, la temperatura ambiente se mantendrá en este nivel. Un termostato similar se instala en incubadoras donde se requiere mantener una temperatura constante. En la vida cotidiana, los termostatos se instalan en refrigeradores, planchas eléctricas, etc.
La llanta (banda) de la rueda de un vagón de ferrocarril está hecha de acero, el resto de la rueda está hecha de un metal más económico: hierro fundido. Los vendajes de las ruedas se colocan en un estado calentado. Después de enfriarse, se encogen y, por lo tanto, se mantienen firmes.
Además, en un estado calentado, las poleas, los cojinetes se colocan en los ejes, los aros de hierro en los barriles de madera, etc. La propiedad de los líquidos de expandirse cuando se calientan y contraerse cuando se enfrían se usa en dispositivos utilizados para medir la temperatura: termómetros. El mercurio, el alcohol, etc. se utilizan como líquidos para la fabricación de termómetros.
Cuando los cuerpos se expanden o contraen, surgen enormes tensiones mecánicas si otros cuerpos impiden el cambio de tamaño. La técnica utiliza placas bimetálicas que cambian de forma cuando se calientan.
§ 9.5. Ejemplos de resolución de problemas
Tarea 1
El diámetro del tapón de vidrio pegado en el cuello de la botella, D 0 = 2,5 cm. Para quitar el tapón, el cuello se calentó a una temperatura t 1 = 150 ° C. El corcho en sí tuvo tiempo de calentarse a una temperatura t 2 = 50 ° C. ¿Qué tan grande es la brecha? Coeficiente de temperatura de expansión lineal del vidrio α 1 = 9 · 10 -6 K -1.
Solución. Denotemos la temperatura inicial de la botella de vidrio y el corcho atascado en ella a través de t 0 . Luego, después de calentar, el diámetro del cuello de la botella será
