Əksər bərk cisimlər temperatur dəyişdikdə xətti genişlənməyə məruz qalırlar. Xətti genişlənmə cismin uzunluğunun artması və ya azalmasıdır. Adətən, temperatur artdıqda cismin uzunluğu artır, temperatur düşəndə isə azalır. Xətti genişlənmənin yalnız nazik tellər kimi cisimlərdə baş verə biləcəyini düşünə bilərsiniz. Məsələn, yolun kənarında dayanan və günəşə məruz qalan bir avtomobilə baxın. Avtomobil həddindən artıq qızdıqda dəmir lövhə qalınlaşa bilər və ya yan uzunluğu arta bilər. Sinkdən hazırlanmış evlərin damları da genişlənə bilər. Bu halda, sink həddindən artıq qızdıqda, sinkin kənarları enində artır və sink daha da qalınlaşa bilər. Eyni şey dəmir yolu relslərində və körpüdəki dəmir və ya poladda da baş verdi.
Əksər bərk cisimlər cismin temperaturu dəyişdikdə genişlənir və ya kiçilir, ona görə də temperatur dəyişikliklərinin bərk cisimlərin genişlənməsinə necə təsir etdiyini bilməliyik. Məsələn, dəmir yolu relslərindəki boşluq. Dəmir yolu relsləri poladdan hazırlanır. Mühəndislər hər bir rels arasındakı boşluğun enini hesablamışdılar. İsti gündə rels bir neçə santimetr genişlənəcək. Qatarın yanından keçdikdə, relsin temperaturu da yüksəlir və rels neçə santimetr uzanır. Soyuq gecələrdə relslər neçə santimetrə qədər kiçilir.
Təhlilin nəticələrinə əsasən, mühəndislər rels boşluqları arasındakı məsafəni təxmin edirlər ki, rels temperaturu artdıqda relslər bir-birinə toxunmasın və əyilməsin.
Temperatur dəyişiklikləri ilə uzunluq genişlənməsinin böyüklüyü arasındakı əlaqəni ifadə edən bir düstur çıxarmağımıza kömək etmək üçün aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi genişlənmə yaşayan bərk cismi nəzərdən keçirin.
To = ilkin temperatur, T = son temperatur, Lo = ilkin uzunluq, ΔL = uzunluğun dəyişməsi, L = genişlənmədən sonrakı uzunluq, ΔT = temperaturun dəyişməsi.
Obyektin temperaturu = T olduqdao (obyekt hələ də soyuqdur), obyektin uzunluğu = LoCismin temperaturu = T olduqda (cismin temperaturu artır), cismin uzunluğu = L olur.
Müşahidələrin və təcrübələrin nəticələrinə əsasən, cismin uzunluğundakı dəyişikliklər temperaturun dəyişməsi ilə mütənasibdir. Temperatur artarsa, cismin uzunluğu da artır. Əksinə, temperatur azaldıqda cismin uzunluğu azalır. Bir cismin uzunluğundakı dəyişiklik orijinal cismin uzunluğuna (Lo) da mütənasibdir. Temperatur dəyişiklikləri eyni olarsa, məsələn, 10 metr uzunluğunda olan cisimlərin uzunluğu cəmi 5 metr uzunluğunda olan cisimlərlə müqayisədə ikiqat artacaq. Beləliklə, cisim nə qədər uzun olarsa, cismin genişlənməsi də bir o qədər böyük olar.
Obyektin uzunluğundakı dəyişikliklər (L) temperaturun dəyişməsi ilə mütənasibdir (ΔT): ΔL α ΔT
Bir obyektin uzunluğundakı dəyişikliklər (ΔL) orijinal obyektin uzunluğuna (L) mütənasibdir.o): ΔL α Lo
Hər bir cismin uzunluğundakı dəyişikliklər fərqlidir. Temperatur dəyişiklikləri eyni olsa da, dəmirin yaşadığı genişlənmə şüşə ilə eyni deyil. Digər cisimlərdə də eynidir. Beləliklə, xətti genişlənmə hər bir cismin xətti genişlənmə əmsalından asılıdır. Xətti genişlənmə əmsalı nə qədər böyükdürsə, uzunluq artımı da bir o qədər böyükdür. Xətti genişlənmə əmsalı nə qədər kiçikdirsə, uzunluq artımı da bir o qədər kiçikdir. Demək olar ki, bir cismin uzunluğundakı dəyişiklik xətti genişlənmə əmsalı ilə mütənasibdir.
∆L ∝ α
Yuxarıdakı üç müqayisə aşağıdakı tənliklə ifadə olunur:
Təsvir: ΔL = Uzunluqdakı dəyişiklik, α = Xətti genişlənmə əmsalı (vahidlər α = K)-1 və ya (Co)-1, Lo = Başlanğıc uzunluq, ΔT (T1 - To) ΔT = Temperaturdakı dəyişikliklər (son temperatur – ilkin temperatur)
Genişlənmə və ya büzülmə prosesindən sonra obyektin ümumi uzunluğunu, obyektin ilkin uzunluğunu (L) toplamaqla əldə etmək olar.o) və obyektin uzunluğundakı dəyişiklik (ΔL).
Təsvir: ΔL = genişlənmədən və ya kiçilmədən sonra obyektin uzunluğu, Lo = Obyektin ilkin uzunluğu, ΔL = L – Lo = Uzunluqdakı dəyişiklik, α = Xətti genişlənmə əmsalı (α vahidləri = K-1 və ya (Co)-1, ΔT = T – To = Temperatur dəyişikliyi, To = İlkin temperatur, T = son temperatur.
Əgər temperatur dəyişərsə (TTo) mənfidir, sonra uzunluq dəyişikliyi (LL)o) da mənfidir.
Bu halda, obyektin uzunluğu azalır. əksinə, temperatur dəyişərsə (TT)o) müsbətdir, sonra uzunluq dəyişikliyi (LL)o) da müsbətdir. Bu halda, cisimlərin uzunluğu artır.
Aşağıda 20 °C temperaturda bərk cisimlərin xətti genişlənmə əmsalının dəyəri verilmişdir. Maye və qaz maddələrinin forması bu iki növ maddənin xətti genişlənməni yaşaya bilməməsi üçün dəyişir. Bərk cismin xətti genişlənmə əmsalı da temperaturdan asılıdır. Müxtəlif temperaturlarda bərk cisimlərin xətti genişlənmə əmsalı da dəyişir. Temperatur fərqi çox əhəmiyyətli deyilsə, xətti genişlənmə əmsalındakı fərq o qədər də əhəmiyyətli deyil ki, onu nəzərə almamaq mümkün olsun.
