Lämpölaajeneminen
Fysiikassa lämpölaajeneminen on aineen todennäköisyys muuttaa tilavuuttaan lämpötilan muuttuessa. Kun ainetta lämmitetään, sen perushiukkaset liikkuvat nopeammin ja säilyttävät näin yleensä suuremman keskimääräisen etäisyyden toisistaan. Materiaalit, jotka supistuvat lämpötilan noustessa, ovat hyvin harvinaisia; tämä vaikutus on kooltaan rajallinen, ja sitä esiintyy vain rajoitetuilla lämpötila-alueilla. Laajenemisastetta jaettuna lämpötilan muutoksella kutsutaan materiaalin lämpölaajenemiskertoimeksi, ja se vaihtelee yleensä lämpötilan mukaan.
Lämpömittarit ovat esimerkki lämpölaajenemisen käytöstä. Ne sisältävät nestettä, joka voi liikkua vain yhteen suuntaan (putkea pitkin), kun tilavuus muuttuu lämpötilan mukana.
Lämpölaajenemisesta voi tulla ongelma junille, koska se voi aiheuttaa kiskojen vääntymisen. Kiskoihin asennetaan valvontalaitteet, joiden avulla junia voidaan varoittaa, jos lämpötila nousee epätavallisen korkeaksi, ja junia voidaan kehottaa hidastamaan vauhtia kitkalämpötilan vähentämiseksi. Joskus kiskojen sisäosat maalataan valkoisiksi, jotta ne heijastavat auringon kuumaa säteilyä eikä se aiheuta lommahduksia.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä lämpölaajeneminen on fysiikassa?
V: Lämpölaajeneminen fysiikassa on aineen taipumus muuttaa tilavuuttaan lämpötilan muuttuessa.
K: Mitä aineen perushiukkasille tapahtuu, kun sitä lämmitetään?
V: Kun ainetta lämmitetään, sen perushiukkaset liikkuvat nopeammin ja säilyttävät suuremman keskimääräisen eron.
K: Ovatko aineet, jotka supistuvat lämpötilan noustessa, yleisiä vai harvinaisia?
V: Aineet, jotka supistuvat lämpötilan noustessa, ovat harvinaisia.
K: Mikä on lämpölaajenemiskerroin?
V: Lämpölaajenemiskerroin on laajenemisaste jaettuna materiaalin lämpötilan muutoksella, joka yleensä vaihtelee lämpötilan mukaan.
K: Voiko lämpölaajenemisesta tulla ongelma junille?
V: Kyllä, lämpölaajenemisesta voi tulla ongelma junille, koska se voi aiheuttaa kiskojen vääntymisen.
K: Miten lämpömittarit käyttävät lämpölaajenemista?
V: Lämpömittarit sisältävät nestettä, joka voi liikkua vain yhteen suuntaan (putkea pitkin), kun tilavuus muuttuu lämpötilan mukana.
Kysymys: Mitä junakiskojen valvojat tekevät, jos lämpötila nousee epätavallisen korkeaksi?
V: Junakiskoissa olevat monitorit varoittavat viranomaisia, jos lämpötila nousee epätavallisen korkeaksi, ja junia voidaan kehottaa hidastamaan vauhtia kitkalämpötilan vähentämiseksi.
