Hőtágulás szilárd testek esetén (az a fizikai jelenség, amikor valamely anyag a hőmérsékletének változásával megváltoztatja a méretét.)

Ha melegítünk egy szilárd testet, a benne lévő részecskék nagyobb tágassággal kezdenek rezegni. Ezzel a mozgással egyre távolabb kerülnek egymáshoz, vagyis egyre nagyobb hely kell nekik. Minél jobban felmelegítjük a testet, annál nagyobb mértékben fog nőni a test térfogata, mert a benne rezgő részecskék egyre nagyobb területet igényelnek a mozgásukhoz.

A szilárd anyagoknak állandó alakjuk, így velük kapcsolatban hosszirányú és térfogati hőtágulásról beszélhetünk.

Hosszú csővezetékek építésekor a hőtágulás káros hatásának kiküszöbölésére helyenként jellegzetes kanyarulatot, úgynevezett lírát illesztenek a hálózatba. A hajlításkor létrejövő mechanikai feszültségek sokkal kisebbek, mint a megnyúláskor keletkezők, ezért így elkerülhetők a csővezetékek törései.

A vashidak egyik vége görgőkön nyugszik, hogy a híd alakja a hőtágulás közben ne változzon.

Gyakran figyelhetünk meg fésűszerű illesztéseket hidak egymással találkozó szerkezeti elemei között.

Régebben a vasúti és a villamos sínszakaszok között hézagokat vagy hosszanti hasítékokat hagytak a szabad tágulás biztosítására. Újabban a síneket összehegesztik, és betontalpakhoz rögzítik.

A bimetall két különböző fémből áll, melyeket összeszegecselnek A bimetall két különböző fémből áll, melyeket összeszegecselnek. Hőmérséklet változáskor a két fém különböző mértékben tágul, illetve húzódik össze, ezért a bimetall meghajlik. Így működnek a tűzhelyek, vízmelegítők, vasalók, hajsütővasak, fűtőberendezések és a tűzjelzők is.

Ha gondosan megfigyeljük egy elektromos távvezeték belógását a tartóoszlopok között télen és nyáron, akkor észrevehetjük, hogy a nyári belógás szemmel láthatóan nagyobb a télinél.

A hordókra, fakerekekre a vasabroncsot erősen felmelegítve húzzák rá A hordókra, fakerekekre a vasabroncsot erősen felmelegítve húzzák rá. Mert a felmelegített és kitágult vasabroncs újra lehűlve erősen rászorul a fa dongákra, fadarabokra.

A parketták, betonjárdák vagy a díszburkolat elhelyezésekor hézagot kell hagyni. Hő hatására általában nő a szilárd testek térfogata. A vájatokkal előzhető meg a repedés. A hőmérséklet növekedésekor a a hézagokba tágulhatnak, így nem domborodik fel a parketta, járda vagy a díszburkolat.

közel azonos a hőtágulása. Az építkezéseknél azért használnak vasbeton szerkezetet, mert a vasnak és a betonnak közel azonos a hőtágulása.

Vastag falú üvegpoharak gyakran eltörnek, ha forró vízzel töltjük meg Vastag falú üvegpoharak gyakran eltörnek, ha forró vízzel töltjük meg. Az üveg rossz hővezető. Miközben a pohár belseje gyorsan felmelegszik, és próbál kitágulni, a pohár külseje hideg marad. A fellépő mechanikai feszültségek eltörhetik a poharat. A hőálló edények olyan különleges összetételű üvegből készülnek, melyek hőtágulása rendkívül csekély, ezért bennük nem jönnek létre károsítóan nagy belső feszültségek.

A vonatok kerekei jellegzetes kattogó hangok adnak A vonatok kerekei jellegzetes kattogó hangok adnak. Ennek oka az, hogy a síneket nem illesztik szorosan össze, így nagy nyári felmelegedéskor sem szorulnak annyira egymáshoz, ami a pálya eldeformálódásához vezetne. A mai vasúti pályaépítési technika már képes olyan erős rögzítéseket használni, hogy a síneket egymáshoz lehet hegeszteni, mégsem történik káros mértékű deformáció a hőtágulás hatására. Ez a pályaépítési mód tette lehetővé a modern, nagysebességű vasúti közlekedést. Ha mégsem sikerül elég erős pályát építeni, akkor meghökkentően nagy károsodás jöhet létre.

A fogtömésre még használnak amalgámot A fogtömésre még használnak amalgámot. Egyik tulajdonsága, hogy a hőtágulása megegyezik a fogéval. Ez miért fontos? Mert ha kisebb lenne a hőtágulása, akkor hideg ételek fogyasztásakor szétfeszítené a fogat. Forró ételek fogyasztásakor elválna a fog anyagától hiszen kevésbé nőne a térfogata és az étel a tömés alá kerülne. Ha nagyobb lenne a hőtágulása, mint a fogé, akkor hideg ételek fogyasztásakor válna el a fog anyagától és az étel a tömés alá kerülne. Forró ételek fogyasztásakor szétfeszítené a fogat.

Miért lehet a beszorult csavart úgy meglazítani, hogy a csavaranyát hirtelen megmelegítjük? Mert a hirtelen melegítés hatására a csavaranya jobban kitágul, mint a benne lévő csavar. *** A húros hangszereket hőmérséklet-változás esetén újra kell hangolni. Vajon miért? A hangszer fa teste és a húrok is tágulnak, de nem egyforma mértékben. *** A Balaton jege hideg téli napokon időnként hosszan megreped, a jég szétnyílik. Ezt nevezzük rianásnak. Mi a rianás oka? A jég összehúzódik a melegedés következtében.

Szilárd testek hőtágulása függ A test hőmérséklet-emelkedésétől A test eredeti méretétől A test anyagi minőségétől

Hőtágulás folyadékok esetén

A folyadékok térfogata állandó A folyadékok térfogata állandó. Ez azonban csak akkor igaz, ha a folyadék hőmérséklete nem változik. A folyadékoknak nincsen állandó alakjuk, így velük kapcsolatban csak térfogati hőtágulásról beszélhetünk.

Térfogata +4˚C-on a legkisebb, sűrűsége pedig a legnagyobb. A víz nem követi a folyadékokra általában érvényes térfogati hőtágulási törvényt. 0 ºC-tól 4 ºC-ig nemhogy tágulna, hanem összehúzódik. Térfogata +4˚C-on a legkisebb, sűrűsége pedig a legnagyobb. Fontos szerepe van a tavak és a folyók befagyásakor.

Amikor a tó lehűl, a felszínén lévő lehűlt víz a tó aljára kerül, mert sűrűsége nagyobb. Amikor a víz teljes mélységben eléri a 4 ºC-ot, akkor az áramlás, süllyedés megszűnik. A felszínhez közeli víz tovább hűl, de ez a réteg már nem süllyed le, mert sűrűsége kisebb, mint a 4 ºC-os víz sűrűsége. Lassan a víz felszínén jég képződik, amely úszik a vízen. A keletkező jég –rossz hővezető. Ha a tó, folyó nem túl sekély, akkor az alján mindig marad víz, amely biztosítja az állatok és a növények túlélését a nagy hidegben is. A víz tehát felülről lefelé fagy meg, míg minden más folyadék alulról felfelé.

Magyarázd el a központi rendszer működését Magyarázd el a központi rendszer működését! Rajzold be nyilakkal az áramlás irányát. A kazánban felmelegedő víz sűrűsége …………....… ,ezért a csőben ………..….. mozog. A radiátorban a meleg víz ….……… , ezzel ………….... környezetét. A ……….. víz helyére …………. víz áramlik, ahol a kazánban újra …………..., és a folyamat kezdődik elölről. A víz addig kering a rendszerben, amíg………………………………..…

A családi házak központi fűtése nem zárt rendszer, a padláson van egy nyitott tartály. Miért van szükség a kiegyenlítő tartályra? A rendszerben víz szállítja a hőt. A hőtágulás miatt megnő a víz térfogata. Ha nem lenne egy nyitott kiegyenlítő tartály, akkor megnőne a nyomás, ami szétnyomhatná a rendszert.

Folyadékos hőmérők A zárt szűk csőben lévő folyadék a hőtágulás elvén működik. A leggyakrabban használt hőmérőfolyadék a higany és az alkohol. A higanyos hőmérők -30°C és 300°C között, alkoholos -100 °C és kb. 750°C közötti hőmérséklet mérésére alkalmasak.

Miért nem szabad a benzintartályt, autó benzin tankját nyáron tele tankolni? Benzin nagyon gyorsan tágul hőmérséklet növekedés hatására. Így a tároló edényt szétnyomja és maradandó károsodás éri a tároló edényt.

A folyadékok hőtágulása függ Hőmérséklet-emelkedésétől A folyadék eredeti térfogatától A folyadék anyagi minőségétől

Miért kell ősszel elzárni a kerti csapot és kiengedni a kerti vezetékből az összes vizet? A fagyáskor táguló (növekvő térfogatú) víz szétrepeszti a töltött vízvezetéket. A víznek fagyáskor bekövetkező térfogat-növekedése igen nagy jelentőségű a földfelszín alakulásában: a kőzetek repedéseiben és pórusaiban tárolt víz megfagyva szétfeszíti a sziklákat, így aprózódnak el a kőzetek is.

Hőtágulás gázok esetén

A gázok mindig kitöltik a rendelkezésükre álló teret A gázok mindig kitöltik a rendelkezésükre álló teret. Ezért nehezebben értelmezhető a hőtágulás. A hő hatására a gáz hőmérséklete megnő, és ha nem zárt tartályban van, akkor megnövekszik a térfogata. Ha zárt tartályban van, akkor a nyomása nő meg.

Ha egy levegővel teli lombikot folyadékcseppel lezársz, melegítéskor a csepp elindul felfelé. A hőmérséklet-növekedéskor a gázok részecskéi is egyre gyorsabban mozognak, egyre inkább tágulnak. A hőtágulás mértéke azonos körülmények között a különféle gázoknál azonos mértékű lesz, vagyis nem függ a gáz anyagától..

Miért lesz keményebb a kerékpár felfújt gumikereke, ha erős napsugárzás éri? A gumiban levő gáz mennyisége változatlan, térfogata is gyakorlatilag változatlan, hőmérséklete viszont nő, így a gázrészecskék gyakrabban és erőteljesebben ütköznek a tömlő falába. *** Miért nem szabad a gázpalackokat tűző napon hagyni? Változatlan gázmennyiség és változatlan térfogat mellett nő a gáz hőmérséklete, így a gázrészecskék gyakrabban és erőteljesebben ütköznek, ez robbanást eredményezhet.

A gázok hőtágulása függ A hőmérséklet-emelkedéstől A gáz eredeti térfogatától Az anyagi minőségtől NEM függ!!!