Mae'r rhan fwyaf o wrthrychau solet yn profi ehangu llinol pan fydd y tymheredd yn newid. Yr ehangu llinol yw hyd y gwrthrych yn cynyddu neu hyd y gwrthrych yn lleihau. Fel arfer, mae hyd y gwrthrych yn cynyddu pan fydd y tymheredd yn cynyddu, tra bod hyd y gwrthrych yn lleihau pan fydd y tymheredd yn gostwng. Efallai y byddwch chi'n meddwl mai dim ond ar wrthrychau fel gwifrau tenau y gall ehangu llinol ddigwydd. Er enghraifft, edrychwch ar gar sydd wedi'i barcio ar ochr y ffordd, felly mae'n agored i'r haul. Pan fydd y car yn gorboethi, gall y plât haearn fynd yn fwy trwchus, neu gall hyd yr ochr gynyddu. Gall toeau tai wedi'u gwneud o sinc hefyd brofi ehangu. Yn yr achos hwn, pan fydd sinc yn gorboethi, mae ymylon sinc yn cynyddu o ran lled a gall sinc hyd yn oed fynd yn fwy trwchus. Digwyddodd yr un peth i'r traciau rheilffordd a'r haearn neu'r dur ar y bont.
Mae'r rhan fwyaf o wrthrychau solet yn ehangu neu'n crebachu pan fydd tymheredd y gwrthrych yn newid, felly mae angen i ni wybod sut mae'r newidiadau tymheredd yn effeithio ar ehangu gwrthrychau solet. Er enghraifft, bwlch yn y traciau rheilffordd. Mae traciau rheilffordd wedi'u gwneud o ddur. Roedd y peirianwyr wedi cyfrifo lled y bwlch rhwng pob rheilen. Ar ddiwrnod poeth, bydd y rheilen yn ehangu ychydig gentimetrau. Pan fydd trên yn mynd heibio iddi, mae tymheredd y rheilen hefyd yn cynyddu fel bod y rheilen yn ymestyn am sawl gentimetr. Ar nosweithiau oer, mae'r rheiliau'n crebachu i sawl gentimetr.
Yn seiliedig ar ganlyniadau'r dadansoddiad, mae'r peirianwyr yn amcangyfrif y pellter rhwng bylchau'r rheilffyrdd, fel pan fydd tymheredd y rheilffyrdd yn cynyddu, nad yw'r rheiliau'n cyffwrdd â'i gilydd ac yn plygu.
I'n helpu i lunio fformiwla sy'n nodi'r berthynas rhwng newidiadau tymheredd a maint yr ehangu hyd, adolygwch wrthrych solet sy'n profi ehangu, fel y dangosir yn y ffigur isod.
To = tymheredd cychwynnol, T = tymheredd terfynol, Lo = hyd cychwynnol, ΔL = newid mewn hyd, L = hyd ar ôl ehangu, ΔT = newid mewn tymheredd.
Pan fydd tymheredd y gwrthrych = T o (mae'r gwrthrych yn dal yn oer), hyd y gwrthrych = L o . Pan fydd tymheredd y gwrthrych = T (mae tymheredd y gwrthrych yn cynyddu), hyd y gwrthrych = L.
Yn seiliedig ar ganlyniadau arsylwadau ac arbrofion, mae'r newidiadau yn hyd y gwrthrych yn gymesur â'r newidiadau yn y tymheredd. Os yw'r tymheredd yn cynyddu, mae hyd y gwrthrych yn cynyddu. I'r gwrthwyneb, pan fydd y tymheredd yn gostwng, mae hyd y gwrthrych yn lleihau. Mae'r newid yn hyd gwrthrych hefyd yn gymesur â hyd y gwrthrych gwreiddiol (Lo). Os yw'r newidiadau tymheredd yr un fath, bydd gwrthrychau sydd 10 metr o hyd, er enghraifft, yn dyblu o ran hyd o'i gymharu â gwrthrychau sydd ond yn 5 metr o hyd. Felly, po hiraf yw'r gwrthrych, y mwyaf yw ehangu'r gwrthrych.
Mae newidiadau yn hyd gwrthrych (L) yn gymesur â newidiadau yn y tymheredd (ΔT): ΔL α ΔT
Mae newidiadau yn hyd gwrthrych (ΔL) yn gymesur â hyd y gwrthrych gwreiddiol (L o ): ΔL α L o
Mae newidiadau yn hyd pob gwrthrych yn amrywio. Er bod y newidiadau tymheredd yr un fath, nid yw'r ehangu a brofir gan haearn yr un fath â gwydr. Yn yr un modd gyda gwrthrychau eraill. Felly, mae'r ehangu llinol yn dibynnu ar gyfernod ehangu llinol pob gwrthrych. Po fwyaf yw'r cyfernod ehangu llinol, y mwyaf yw'r cynnydd hyd. Po leiaf yw'r cyfernod ehangu llinol, y lleiaf yw'r cynnydd hyd. Gellid dweud bod y newid yn hyd gwrthrych yn gymesur â chyfernod ehangu llinol.
∆ L ∝ α
Mynegir y tri chymhariaeth uchod mewn hafaliad:
Disgrifiad: ΔL = Y newid mewn hyd, α = Cyfernod ehangu llinol (unedau α = K -1 neu (C o ) -1 , L o = Hyd cychwynnol, ΔT (T 1 – T o ) ΔT = Y newidiadau mewn tymheredd (tymheredd terfynol – tymheredd cychwynnol)
Gellir cael cyfanswm hyd gwrthrych ar ôl profi ehangu neu grebachu trwy adio hyd cychwynnol y gwrthrych (L o ) a'r newid yn hyd y gwrthrych (ΔL).
Disgrifiad: ΔL = hyd y gwrthrych ar ôl ehangu neu grebachu, Lo = Hyd cychwynnol y gwrthrych, ΔL = L – Lo = Y newid mewn hyd, α = Cyfernod ehangu llinol (unedau o α = K-1 neu (Co)-1, ΔT = T – To = Newid tymheredd, To = Y tymheredd cychwynnol, T = y tymheredd terfynol.
Os yw'r newid tymheredd (TT o ) yn negatif, yna mae'r newid mewn hyd (LL o ) hefyd yn negatif.
Yn yr achos hwn, mae hyd y gwrthrych yn lleihau. I'r gwrthwyneb, os yw'r newid tymheredd (TT o ) yn bositif, yna mae'r newid mewn hyd (LL o ) hefyd yn bositif. Yn yr achos hwn, mae gwrthrychau'n cynyddu o ran hyd.
Dyma werth cyfernod ehangu llinol y gwrthrychau solet, ar dymheredd o 20 °C. Mae siâp y sylweddau hylif a nwy yn newid fel na all y ddau fath hyn o sylweddau brofi'r ehangu llinol. Mae cyfernod ehangu llinol gwrthrych solet hefyd yn dibynnu ar dymheredd. Ar dymheredd gwahanol, mae cyfernod ehangu llinol gwrthrychau solet hefyd yn amrywio. Os nad yw'r gwahaniaeth tymheredd yn rhy arwyddocaol, nid yw'r gwahaniaeth yn y cyfernod ehangu llinol yn rhy arwyddocaol fel y gellir ei anwybyddu.
