A maiò parte di l'uggetti solidi sperimentanu una espansione lineare quandu a temperatura cambia. L'espansione lineare hè l'aumentu di a lunghezza di l'uggettu o a diminuzione di a lunghezza di l'uggettu. Di solitu, a lunghezza di l'uggettu aumenta quandu a temperatura aumenta, mentre chì a lunghezza di l'uggettu diminuisce quandu a temperatura cala. Pudete pensà chì l'espansione lineare pò accade solu nantu à oggetti cum'è i fili fini. Per esempiu, fighjate una vittura chì hè parcheggiata à fiancu à a strada, dunque hè esposta à u sole. Quandu a vittura si surriscalda, a piastra di ferru pò diventà più spessa, o a lunghezza di u latu pò aumentà. I tetti di e case fatte di zincu ponu ancu sperimentà una espansione. In questu casu, quandu u zincu hè surriscaldatu, i bordi di u zincu aumentanu di larghezza è u zincu pò ancu diventà più spessi. A stessa cosa hè accaduta à i binari di a ferrovia è à u ferru o l'acciaiu nantu à u ponte.
A maiò parte di l'uggetti solidi si espandenu o si restringenu quandu a temperatura di l'ughjettu cambia, dunque ci vole à sapè cumu i cambiamenti di temperatura affettanu l'espansione di l'uggetti solidi. Per esempiu, un spaziu in i binari di a ferrovia. I binari di a ferrovia sò fatti d'acciaiu. L'ingegneri avianu calculatu a larghezza di u spaziu trà ogni rotaia. In un ghjornu caldu, a rotaia si espande di uni pochi di centimetri. Quandu passa un trenu, a temperatura di a rotaia aumenta ancu in modu chì a rotaia si stende per quanti centimetri. In e notti fredde, e rotaie si restringenu à quanti centimetri.
Basatu annantu à i risultati di 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 una formula chì indica a relazione trà i cambiamenti di temperatura è a magnitudine di l'espansione di a lunghezza, esaminemu un oggettu solidu chì sperimenta l'espansione, cum'è mostratu in a figura sottu.
To = temperatura iniziale, T = temperatura finale, Lo = lunghezza iniziale, ΔL = cambiamentu di lunghezza, L = lunghezza dopu a espansione, ΔT = cambiamentu di temperatura.
Quandu a temperatura di l'ughjettu = T o (l'ughjettu hè sempre fretu), a lunghezza di l'ughjettu = L o . Quandu 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, i cambiamenti in a lunghezza di l'ughjettu sò proporziunali à i cambiamenti 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 un ughjettu hè ancu proporziunale à a lunghezza di l'ughjettu originale (Lo). Sè i cambiamenti di temperatura sò listessi, l'ughjetti chì sò longhi 10 metri, per esempiu, saranu radduppiati in lunghezza paragunatu à l'ughjetti chì sò longhi solu 5 metri. Dunque, più longu hè l'ughjettu, più grande hè l'espansione di l'ughjettu.
I cambiamenti in a lunghezza di l'ughjettu (L) sò proporzionali à i cambiamenti di temperatura (ΔT): ΔL α ΔT
I cambiamenti in a lunghezza di un ughjettu (ΔL) sò proporzionali à a lunghezza di l'ughjettu originale (L o ): ΔL α L o
I cambiamenti in a lunghezza di ogni ughjettu varianu. Ancu s'è i cambiamenti di temperatura sò listessi, l'espansione sperimentata da u ferru ùn hè micca listessa chè quella di u vetru. In listessu modu cù altri ughjetti. Cusì, l'espansione lineare dipende da u cuefficiente di espansione lineare di ogni ughjettu. 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 puderia dì chì u cambiamentu di lunghezza di un ughjettu hè proporzionale à u cuefficiente di espansione lineare.
∆ L ∝ α
I trè paraguni sopra sò espressi in una equazione:
Descrizzione: ΔL = U cambiamentu di lunghezza, α = U cuefficiente di espansione lineare (unità α = K -1 o (C o ) -1 , L o = Lunghezza iniziale, ΔT (T 1 – T o ) ΔT = I cambiamenti di temperatura (temperatura finale - temperatura iniziale)
A lunghezza tutale di un ughjettu dopu avè subitu una espansione o una contrazione pò esse ottenuta aghjunghjendu a lunghezza iniziale di l'ughjettu (L o ) è u cambiamentu di lunghezza di l'ughjettu (ΔL).
Descrizzione: ΔL = lunghezza di l'ughjettu dopu à espansione o a contrazione, Lo = A lunghezza iniziale di l'ughjettu, ΔL = L – Lo = U cambiamentu di lunghezza, α = U cuefficiente di espansione lineare (unità di α = K-1 o (Co)-1, ΔT = T – To = Cambiamentu di temperatura, To = A temperatura iniziale, T = a temperatura finale.
Sè a variazione di temperatura (TT₂o ) hè negativa, allora a variazione di lunghezza (LL₂o ) hè ancu negativa.
In questu casu, a lunghezza di l'ughjettu diminuisce. À u cuntrariu, se u cambiamentu di temperatura (TT o ) hè pusitivu, allora u cambiamentu di lunghezza (LL o ) hè ancu pusitivu. In questu casu, l'ughjetti aumentanu in lunghezza.
Eccu u valore di u cuefficiente di dilatazione lineare di l'uggetti solidi, à una temperatura di 20 °C. A forma di e sustanze liquide è gassose cambia in modu chì sti dui tipi di sustanze ùn ponu micca sperimentà a dilatazione lineare. U cuefficiente di dilatazione lineare di un ughjettu solidu dipende ancu da a temperatura. À diverse temperature, u cuefficiente di dilatazione lineare di l'uggetti solidi varia ancu. Sè a differenza di temperatura ùn hè micca troppu significativa, a differenza in u cuefficiente di dilatazione lineare ùn hè micca troppu significativa per pudè esse trascurata.
