Hőtágulás

Szilárd testek hőtágulása A hőmérséklet változtatásával a szilárd testek hosszméretei megváltoznak, mégpedig melegítéskor általában növekednek. Ez azzal magyarázható, hogy a szilárd testet alkotó molekulák rezgőmozgásának az amplitúdója növekszik, és ezáltal a test nagyobb teret tölt ki.

Lineáris (vonalas) hőtágulás A testek egyirányú méretének a hőmérséklet-változás hatására bekövetkező változása. Ha a test hossza t1 hőmérsékleten l0, akkor t = t2 – t1 hőmérsékletváltozás hatására ezen mérete értékkel változik meg, a megváltozott hosszúsága tehát: Az  arányossági tényező a test anyagi minőségétől függő lineáris vagy vonalas hőtágulási együttható.

Gyakorlati vonatkozások Hidak tágulása: görgők, tágulási hézagok Vasúti sínek: tágulási hézagok, erős alap Távvezetékek: nyáron jobban lelógnak Csövek: meghajlított szakaszok (líra) Vasbeton: együtt kell táguljanak Lakk, zománcrétegek: megrepedeznek ha nem együtt tágulnak Üvegedények: hírtelen hőhatásra megrepedhetnek (hőálló üvegek)

Gyakorlati vonatkozások

Felületi hőtágulás Hőmérsékletváltozás hatására a testek felülete is megváltozik. Ha a test felülete t1 hőmérsékleten A0, akkor t = t2 – t1 hőmérsékletváltozás hatására ezen mérete értékkel változik meg, a megváltozott felületre az alábbi összefüggés adódik:

Térfogati hőtágulás A testek térfogatának hőmérsékletváltozás hatására történő növekedése. Ha a szilárd test térfogata t1 hőmérsékleten V0, akkor t = t2 – t1 hőmérsékletváltozás hatására ezen mérete értékkel változik meg, a megváltozott térfogatra az alábbi összefüggés adódik:

A folyadékok és gázok hőtágulása Nincs meghatározott alakjuk, így velük kapcsolatban csak térfogati hőtágulásról beszélünk. Ha a kezdeti térfogat t1 hőmérsékleten V0, akkor t = t2 – t1 hőmérsékletváltozás hatására a térfogat értékkel változik meg, a megváltozott térfogatra az alábbi összefüggés adódik:

Térfogati hőtágulási tényezők Folyadékok esetében β arányossági tényező a az anyagi minőségétől függő térfogati hőtágulási együttható. A folyadékok térfogati hőtágulása lényegesen nagyobb, mint a szilárd testeké. Gázok esetében β = 1/273 [1/K]

Gyakorlati vonatkozások lázmérő hőmérő

A víz rendellenes viselkedése A víz sűrűsége 4 °C-on a legnagyobb, hiszen adott mennyiségű víz térfogata 4 °C-on a legkisebb.

Milyen jelentősége van ennek? A víz kivételes viselkedésének fontos szerepe van a tavak növény és állatvilágának életében olyan vidékeken, ahol a telek hidegek. A legalul elhelyezkedő, legsűrűbb 4 °C-os vízben az élőlények áttelelhetnek.