1. Hőtágulás fajtái:
Lineáris hőtágulás:Atomok rezegnek a kristályrácsban.
A hőközlés hatására az atomok átlagos távolsága megváltozik (megnő).
Kísérlet:
Emeltyűs pirométer segítségével határozzuk meg, hogy mitől függ a hőtágulás mértéke!
Tapasztalat:
A hőtágulás mértéke függ:
- a kezdeti hossztól
- az anyagi minőségtől
- a hőmérséklet változás mértékétől.
Képlet:
`l_1= l_0*(1 + α*(T_1 - T_0))`
α: lineáris hőtágulási együttható
Felületi hőtágulás:
`l_1 = l_0*[1 + α*(T_1 - T_0)]`
`A_1 = l_1^2 = l_0^2*[1 + α*(T_1 - T_0)]^2`
`A_1 ≈ A_0*[1 + 2*α*(T_1 - T_0)]`
Térfogati hőtágulás:
l1 = l0·[1 + α·(T1 - T0)]
V1 = l13 = l03·[1 + α·(T1 - T0)]3
V1 ≈ V0·[1 + 3·α·(T1 - T0)]
V1 = V0·[1 + β·(T1 - T0)]
β = térfogati vagy köbös hőtágulási tényező
`rho_1 = m_1/V_1 = m_0/(V_0*(1 + β*ΔT)) = ρ_0/(1 + β*ΔT)`
Gázok esetén:
β = 1/273 1/K
Levezetés:
Kísérlet:
Gravesande-karika segítségével igazoljuk, hogy:
Az anyaghiány is tágul!
2. Gyakorlati vonatkozások:
bimetall:
Hidak tágulása: görgők, tágulási hézagok
Vasúti sínek: tágulási hézagok, erős alap
Távvezetékek: nyáron jobban lelógnak
Csövek: meghajlított szakaszok
Vasbeton: együtt kell táguljanak
Lakk, zománcrétegek: megrepedeznek ha nem együtt tágulnak
Üvegedények: hírtelen hőhatásra megrepedhetnek (hőálló üvegek)
