Sè vo fighjate attentamente un cavu elettricu, vi accurgerete ch'ellu hè curvatu versu u bassu per via di u ghjocu. Perchè i cavi elettrichi sò allentati deliberatamente, invece di esse simpliciamente stretti ? A maiò parte di i tetti in Flores è Lembata, Nusa Tenggara Orientale, sò fatti di zincu (Zn). Durante u ghjornu o di notte, i tetti di zincu facenu rumore. Perchè u zincu face rumore ? Sè vo campate nantu à l'isula di Java, avete probabilmente osservatu i binari di a ferrovia. Ci sò lacune in i giunti di a ferrovia. Chì ghjè a funzione di sti lacune in i giunti di a ferrovia ? Ci sò parechje altre cose à chì pudete pensà è dumandà in relazione à questu tema. espansione.
Espansione di lunghezza
A maiò parte di i solidi subiscenu una espansione lineare quandu a so temperatura cambia. Questu si riferisce à un aumentu o una diminuzione di lunghezza. Tipicamente, a lunghezza di un ughjettu aumenta cù l'aumentu di a so temperatura, mentre chì a so lunghezza diminuisce cù a diminuzione di a so temperatura. Pudete pensà chì l'espansione lineare si verifica solu in ughjetti cum'è fili fini. Per esempiu, cunsiderate una vittura parcheggiata à fiancu di a strada esposta à u sole. Quandu a vittura si surriscalda, a piastra metallica pò diventà più spessa o a lunghezza di i so lati pò aumentà. Un tettu di zincu pò ancu sperimentà una espansione lineare. In questu casu, quandu u zincu hè surriscaldatu, i bordi di u zincu si espandenu è u zincu pò ancu diventà più spessi. A stessa cosa accade à i binari ferroviari è à i ponti di ferru o d'acciaiu.
A maiò parte di i solidi si espandenu o si contraenu quandu a so temperatura cambia, dunque ci vole à capisce cumu i cambiamenti di temperatura affettanu l'espansione di i solidi. Questu hè assai utile quandu si cuncepiscenu apparecchiature, edifici, veiculi, ecc. Per esempiu, i spazii in i binari di a ferrovia. I binari di a ferrovia sò fatti d'acciaiu. L'ingegneri anu calculatu a larghezza di i spazii trà ogni rotaia. In un ghjornu caldu, e rotaie si espandenu di parechji centimetri. Quandu un trenu ci passa sopra, a temperatura di e rotaie aumenta ancu, pruvucendu l'espansione di e rotaie di quanti centimetri. In una notte fredda, e rotaie si restringenu di quanti centimetri. Basatu annantu à l'analisi, l'ingegneri stimanu a distanza trà i spazii di e rotaie in modu chì quandu a temperatura di e rotaie aumenta, e rotaie ùn si toccanu micca è ùn si pieganu micca.
Per aiutà ci à derivà a formula chì indica a relazione trà u cambiamentu di temperatura è a quantità di espansione lineare, cunsiderate un oggettu solidu in espansione, cum'è mostratu in a figura à diritta. Didascalia: To = temperatura iniziale, T = temperatura finale, Lo = lunghezza iniziale, L = lunghezza dopu l'espansione, delta L = cambiamentu di lunghezza, delta T = cambiamentu di temperatura.
Quandu a temperatura di l'ughjettu = To (l'ughjettu hè sempre fretu), a lunghezza di l'ughjettu = LoQuandu a temperatura di l'ughjettu = T (a temperatura di l'ughjettu aumenta), a lunghezza di l'ughjettu = L. Basatu annantu à i risultati di l'osservazioni è di l'esperimenti, u cambiamentu di lunghezza di l'ughjettu hè proporzionale à u cambiamentu di temperatura. Sè a temperatura aumenta, a lunghezza di l'ughjettu aumenta. À u cuntrariu, quandu a temperatura diminuisce, a lunghezza di l'ughjettu diminuisce. U cambiamentu di lunghezza di l'ughjettu hè ancu proporzionale à a lunghezza iniziale di l'ughjettu (Lo). Sè a magnitudine di u cambiamentu di temperatura hè a listessa, un oggettu longu 10 metri, per esempiu, aumenterà di lunghezza duie volte di più chè un oggettu longu solu 5 metri. Dunque, più longu hè l'oggettu, più grande hè a so espansione.
A variazione di lunghezza di un ughjettu (delta L) hè proporzionale à a variazione di temperatura (delta T):
A variazione di lunghezza di l'ughjettu (delta L) hè proporzionale à a lunghezza iniziale di l'ughjettu (Lo)
U cambiamentu di lunghezza di ogni ughjettu hè diversu. Ancu s'ellu hè grande cambiamenti di temperatura In listessu modu, l'espansione sperimentata da u ferru ùn hè micca a listessa chè quella sperimentata da u vetru. U listessu hè veru per altri oggetti. Dunque, l'espansione lineare dipende da u cuefficiente di espansione lineare di ogni oggettu. U cuefficiente di espansione lineare per ogni oggettu hè ottenutu per via di a sperimentazione. Più grande hè u cuefficiente di espansione lineare, più grande hè l'aumentu di lunghezza. Più chjucu hè u cuefficiente di espansione lineare, più chjucu hè l'aumentu di lunghezza. Si pò dì chì u cambiamentu di lunghezza di un oggettu hè proporzionale à u cuefficiente di espansione lineare.
I trè paraguni sopra sò espressi in una equazione:
A lunghezza tutale di un ughjettu dopu avè subitu una espansione o una cuntrazione pò esse ottenuta aghjunghjendu a lunghezza iniziale di l'ughjettu (Lo) è cambiamenti in a lunghezza di l'ughjettu (delta L).
Quandu a temperatura cambia (TT)o) hè negativu, tandu u cambiamentu di lunghezza (LL)o) hè ancu negativu. In questu casu, a lunghezza di l'ughjettu diminuisce. À u cuntrariu, se a temperatura cambia (TTo) hè pusitivu, tandu u cambiamentu di lunghezza (LLo) hè ancu pusitivu. In questu casu, l'ughjettu aumenta in lunghezza.
Quì sottu hè u valore di u coefficientu di dilatazione lineare di l'uggetti solidi, à una temperatura di 20 oC. I liquidi è i gasi cambianu di forma, impedendu li di sperimentà una espansione lineare. U coefficientu di espansione lineare di i solidi dipende ancu da a temperatura. À diverse temperature, u coefficientu di espansione lineare di i solidi varia ancu. Sè a differenza di temperatura ùn hè micca troppu grande, a differenza in u coefficientu di espansione lineare ùn serà ancu troppu grande, dunque pò esse trascurata.
Espansione di u vulume
L'espansione di lunghezza hè sperimentata solu da l'uggetti solidi, l'espansione di u vulume hè sperimentata da tutti l'uggetti, ch'elli sianu solidi, liquidi o gassosi. L'equazione per l'espansione di u vulume hè simile à l'equazione per l'espansione di lunghezza.
L'equazione di espansione di u vulume sopra hè valida solu quandu u cambiamentu di vulume di un oggettu (ch'ellu sia solidu, liquidu o gasu) hè più chjucu di u vulume iniziale di l'oggettu. Sè u cambiamentu di vulume di un oggettu hè più grande di u vulume iniziale di l'oggettu, l'equazione di espansione di u vulume ùn furnisce micca risultati precisi. Di solitu u cambiamentu di vulume sperimentatu da l'oggetti solidi ùn hè micca troppu grande. In cuntrastu, u valore di u cuefficiente di vulume di liquidi è gasi hè abbastanza grande. U cuefficiente di vulume per i gasi cambia ancu facilmente cù i cambiamenti di temperatura. Dunque, a formula sopra hè aduprata solu per l'espansione di l'oggetti solidi. A formula per determinà u cambiamentu di vulume di gasu serà studiata in u tema di a teoria cinetica di i gasi in u gradu 11.
