Hedapen lineala

Objektu solido gehienek hedapen lineala jasaten dute tenperatura aldatzen denean. Hedapen lineala objektuaren luzera handitzen den edo objektuaren luzera txikitzen den da. Normalean, objektuaren luzera handitzen da tenperatura igotzen denean, eta objektuaren luzera txikitzen da tenperatura jaisten denean. Pentsa liteke hedapen lineala hari meheak bezalako objektuetan bakarrik gerta daitekeela. Adibidez, begiratu errepidearen bazterrean aparkatuta dagoen auto bati, beraz, eguzkiaren eraginpean dago. Autoa gehiegi berotzen denean, burdinazko xafla loditu egin daiteke, edo alboen luzera handitu. Zinkez egindako etxeen teilatuak ere hedapena jasan dezakete. Kasu honetan, zinka gehiegi berotzen denean, zinkaren ertzak zabalera handitzen dute eta zinka are lodituagoa izan daiteke. Gauza bera gertatu zen trenbideekin eta zubiko burdina edo altzairuarekin.

Objektu solido gehienak zabaldu edo uzkurtu egiten dira objektuaren tenperatura aldatzen denean, beraz, jakin behar dugu nola eragiten dioten tenperatura-aldaketek objektu solidoen hedapenari. Adibidez, trenbideetako hutsune bat. Trenbide-bideak altzairuz eginda daude. Ingeniariek errail bakoitzaren arteko hutsunearen zabalera kalkulatu zuten. Egun bero batean, erraila zentimetro batzuk zabalduko da. Tren batek pasatzen duenean, errailaren tenperatura ere igotzen da, eta, beraz, erraila zenbat zentimetro luzatzen da. Gau hotzetan, errailak zenbat zentimetrora uzkurtzen dira.

Analisiaren emaitzen arabera, ingeniariek errailen arteko tartea kalkulatzen dute, errailaren tenperatura igotzen denean errailak elkar ukitzen ez daitezen eta tolestu ez daitezen.

Tenperatura-aldaketen eta luzeraren hedapenaren magnitudearen arteko erlazioa adierazten duen formula bat lortzeko, beheko irudian erakusten den bezala, hedapena jasaten ari den objektu solido bat aztertuko dugu.

Hedapen lineala 1To = hasierako tenperatura, T = azken tenperatura, Lo = hasierako luzera, ΔL = luzeraren aldaketa, L = hedapenaren ondorengo luzera, ΔT = tenperaturaren aldaketa.

Objektuaren tenperatura = T o denean (objektua oraindik hotza dago), objektuaren luzera = L o . Objektuaren tenperatura = T denean (objektuaren tenperatura igotzen da), objektuaren luzera = L.

Behaketa eta esperimentuen emaitzetan oinarrituta, objektuaren luzeraren aldaketak tenperaturaren aldaketekin proportzionalak dira. Tenperatura igotzen bada, objektuaren luzera handitu egiten da. Alderantziz, tenperatura jaisten denean, objektuaren luzera txikitzen da. Objektu baten luzeraren aldaketa jatorrizko objektuaren luzerarekin (Lo) ere proportzionala da. Tenperatura aldaketak berdinak badira, 10 metroko luzera duten objektuen luzera bikoiztu egingo da, adibidez, 5 metroko luzera duten objektuekin alderatuta. Beraz, zenbat eta luzeagoa izan objektua, orduan eta handiagoa izango da objektuaren hedapena.

Objektuaren luzeraren (L) aldaketak tenperaturaren (ΔT) aldaketekiko proportzionalak dira: ΔL α ΔT

Objektu baten luzeraren aldaketak (ΔL) jatorrizko objektuaren luzerarekiko (L o ) proportzionalak dira: ΔL α L o

Objektu bakoitzaren luzeraren aldaketak aldatu egiten dira. Tenperatura-aldaketak berdinak diren arren, burdinak jasaten duen hedapena ez da beiraren berdina. Gauza bera gertatzen da beste objektuekin. Beraz, hedapen lineala objektu bakoitzaren hedapen linealaren koefizientearen araberakoa da. Zenbat eta handiagoa izan hedapen linealaren koefizientea, orduan eta luzeraren igoera handiagoa. Zenbat eta txikiagoa izan hedapen linealaren koefizientea, orduan eta txikiagoa da luzeraren igoera. Esan liteke objektu baten luzeraren aldaketa hedapen linealaren koefizientearekiko proportzionala dela.

∆ L ∝ α

Goiko hiru konparaketak ekuazio batean adierazten dira:

Hedapen lineala 2

Deskribapena: ΔL = Luzeraren aldaketa, α = Hedapen linealaren koefizientea (α = K -1 edo (C o ) -1 unitateak , L o = Hasierako luzera, ΔT (T 1 – T o ) ΔT = Tenperaturaren aldaketak (azken tenperatura – hasierako tenperatura)

Objektu baten hedapena edo uzkurdura jasan ondoren duen luzera osoa objektuaren hasierako luzera (L o ) eta objektuaren luzeraren aldaketa (ΔL) batuz lor daiteke.

Hedapen lineala 3

Deskribapena: ΔL = objektuaren luzera zabaldu edo txikitu ondoren, Lo = Objektuaren hasierako luzera, ΔL = L – Lo = Luzeraren aldaketa, α = Hedapen linealaren koefizientea (α = K unitateak)-1 edo (Co)-1, ΔT = T – To = Tenperatura aldaketa, To = Hasierako tenperatura, T = azken tenperatura.

Tenperatura-aldaketa (TT o ) negatiboa bada, luzeraren aldaketa (LL o ) ere negatiboa da.

Kasu honetan, objektuaren luzera txikitzen da. Alderantziz, tenperatura-aldaketa (TT o ) positiboa bada, luzeraren aldaketa (LL o ) ere positiboa da. Kasu honetan, objektuen luzera handitzen da.

Jarraian, objektu solidoen hedapen linealaren koefizientearen balioa ageri da, 20 °C-ko tenperaturan. Substantzia likido eta gaseosoen forma aldatu egiten da, bi substantzia mota hauek ezin baitute hedapen linealik jasan. Objektu solido baten hedapen linealaren koefizientea tenperaturaren araberakoa ere bada. Tenperatura desberdinetan, objektu solidoen hedapen linealaren koefizientea ere aldatu egiten da. Tenperatura-aldea ez bada oso esanguratsua, hedapen linealaren koefizientearen aldea ez da oso esanguratsua, beraz, alde batera utzi daiteke.

Hedapen lineala 4

Hedapen lineala 5

Iruzkin bat idatzi