Zjawisko rozszerzalności temperaturowej ma ogromny wpływ na nasze życie. Inżynierowie muszą je uwzględnić przy projektowaniu budowli oraz wszelkich wytworów metalowych: mostów, torów kolejowych czy przewodów wysokiego napięcia, a także metalowych konstrukcji niektórych budynków.
Jak inżynierowie radzą sobie z rozszerzalnością cieplną?
RAqRCW2ePio7N
Ilustracja przedstawia sieć wysokiego napięcia latem – widać, że przewody elektryczne luźno zwisają pomiędzy kolejnymi słupami.
Latem przewody wiszą luźno, bo pod wpływem wysokiej temperatury zwiększa się ich długość
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RWwgVZsb1zDqN
Ilustracja przedstawia sieć wysokiego napięcia zimą – widać, że przewody są napięte.
Zimą przewody są napięte, ponieważ ich długość zmniejsza się pod wpływem niskiej temperatury
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RaDVERalyVf0T
Fotografia przedstawia przerwy dylatacyjne w szynach kolejowych latem i zimą. Zimą szpary są szersze, gdyż metal zmniejsza swoją objętość. Latem szyny przylegają do siebie.
Przerwy dylatacyjne w szynach kolejowych. Zimą szpary są szersze, gdyż metal zmniejsza swoją objętość. Latem szyny przylegają do siebie
Źródło: Biró Patrik Ferenc, R.D. - Rolf-Dresden, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
RYJV9V3mwdfJ9
Fotografia przedstawia przerwy dylatacyjne w moście latem i zimą. Latem przerwy są mniejsze niż zimą, ponieważ metal pod wpływem ciepła zwiększa swoją objętość.
Przerwy dylatacyjne w mostach zapobiegają ich uszkodzeniu
Źródło: Roulex_45, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
RwLhkjupYOjhU
Fotografia przedstawia budowę domu. W tle widać piętrowy budynek powstający z szarych cegieł. Obok stoi samochód dostawczy. Na pierwszym planie widać mężczyznę nabierającego łopatą piach z dużej sterty.
Budując domy, należy stosować materiały o podobnej rozszerzalności temperaturowej. W przeciwnym razie jeden z materiałów, który nadmiernie zmieni objętość, może doprowadzić do pęknięcia ścian i podłóg, a nawet zawalenia się domu
Źródło: Haithem Elgasi, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
1
Polecenie 1
Podaj inne niż wymienione w materiale przykłady praktycznego wykorzystania rozszerzalności ciał stałych, cieczy i gazów.
Rv2X5XoBfNNBH
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rozszerzalność temperaturowa ciał stałych to zjawisko polegające na zmianie objętości ciała wraz ze zmianą jego temperatury
szczeliny w betonowej drodze, które mają na celu eliminację bądź kontrolę pęknięć, powodowanych skurczem lub rozszerzaniem płyt betonowych pod wpływem zmian temperatury
termostaty w urządzeniach elektrycznych np. w żelazkach.
linie ciepłownicze i inne rurociągi napowietrzne wymagają stosowania specjalnych „kolanek” kompensujących wpływ zmian temperatury.
1
Polecenie 2
Podaj przykłady sytuacji, w których rozszerzalność cieplna ciał stałych, cieczy i gazów przeszkadza nam w życiu codziennym.
RICsOlCon0eKU
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Przypomnij sobie, na czym polega rozszerzalność cieplna ciał stałych, cieczy i gazów.
Zmiana długości kabli komunikacyjnych, znajdujących się na zewnątrz, która może być przyczyną zakłóceń na linii.
Konieczność tworzenia szczelin dylatacyjnych na mostach.
Potrzeba tworzenia przerw między łączeniami torów, płyt betonowych.
Konieczność regulacji napięcia strun instrumentów muzycznych w trakcie koncertów z powodu „termicznego” rozstrojenia.
