Délková roztažnost pevného tělesa

14. 8. 2012, 12:25

22. 12. 2012, 9:00

František Látal

Úvod

Z praxe známe mnoho případů teplotní roztažnosti pevných těles. V průběhu roku se mění délka drátů elektrického vedení, ocelové konstrukce se zahříváním roztahují, délková měřidla udávají správnou hodnotu délky jen při teplotě, pro kterou byla kalibrována, písty automobilových motorů mají za studena menší průměr, do kovových potrubí, kterými prochází horká pára, se vkládají pružná kolena, kytara se při přenosu z tepla do chladna rozladí apod.

Teplotní roztažnost není vždy žádoucí. Aby se zabránilo vybočení kolejí, umisťují se na mostech expanzní mezery pro kompenzaci roztažnosti za horkých dnů.

Obr. 1 Zkroucené železniční koleje vlivem teplotní roztažnosti (vlevo: převzato z http://newenergynews.blogspot.cz/2010/08/quick-news-8-17-dog-boiled-alive-fire.html, vpravo: převzato z http://2009rtsciaustin.wordpress.com/2009/11/21/thermal-expansion/)

Pomůcky

Demonstrační délkový dilatometr, tyče různých materiálů, rychlovarná konvice, hadičky.

Postup

• Ocelovou tyč vložíme do ohřívací trubice dilatometru, ke kterému připojíme hadičku. Druhý konec hadičky umístíme do rychlovarné konvice.
• Zapneme rychlovarnou konvici. Pára z ní vede do ohřívací trubice dilatometru, která se začne zahřívat. Po chvíli pozorujeme zvětšování výchylky na dilatometru, což potvrzuje prodlužování tyče.
• Nyní můžeme do dilatometru vložit hliníkovou nebo skleněnou tyč a demonstrujeme teplotní roztažnost těchto látek. Necháme-li tyče chladnout, pozorujeme jejich zkracování.
• Po demonstraci veškeré části dilatometru necháme vyschnout.

Závěr

S rostoucí teplotou se zvětšuje délka kovové tyče. Její prodloužení je přímo úměrné počáteční délce trubky, přírůstku teploty a závisí také na materiálu trubky. Za stejných podmínek se hliníková trubka prodlouží více než trubka ocelová.

Diskuze (0)

Fotogalerie (1)