Lämpölaajenemisen laskeminen

  • Eri aineet laajenevat eri tavalla lämpötilan noustessa.
  • Lämpölaajeneminen riippuu
    • aineesta
    • lämpötilan muutoksesta
    • alkuperäisestä koosta

  • Eri aineiden pituuden lämpötilakertoimia löytyy esim. täältä
  • lämpötilakerroin kertoo kuinka paljon pituus muuttuu kun kappaleen lämpötila muuttuu yhden asteen (yksikkö on siksi 1/°C)
kappaleen pituuden muutos lasketaan kaavalla [[$$ \Delta l = \alpha \cdot l \cdot \Delta t $$]]​
  • kaavoissa Δ (delta) tarkoittaa aina jonkin suureen muutosta (Δl on pituuden muutos, Δt lämpötilan muutos)
  • α on pituuden lämpötilakerroin
  • l on kappaleen alkuperäinen pituus
  • pituuden muutokset ovat tavallisesti vain miljoonasosia kappaleen alkuperäisestä pituudesta yhden asteen lämpötilan muutosta kohti.
    • Esim. rauta α = 0,000 012 1/°C
    • tarkoittaa, että 1 m pituisen rautakappaleen pituus kasvaa 12 miljoonasosametriä (12 μm) kun se lämpenee 1 °C

  • Laskuesimerkki:
    • Norssalmen silta on 225 m pitkä. Kuinka paljon sillan pituus muuttuu kesän (+25 °C) ja talven (-25 °C) välillä. Teräsbetonin lämpötilakerroin α = 0,000 012 1/°C​
      [[$$ \alpha = 0,000 012 \frac{1}{^{\circ}C}, l = 225 m, \Delta t = 50 ^{\circ}C $$]]​
      [[$$ \Delta l = \alpha \cdot l \cdot \Delta t \\ =0,000012 \frac{1}{^{\circ}C} \cdot 225 m \cdot 50 ^{\circ}C \\ =0,135 m \approx 14 cm $$]]​
  • Kirjassa puhutaan vain pituuden muutoksesta (todellisuudessa laajeneminen tapahtuu tietenkin kolmessa ulottuvuudessa eli tilavuus muuttuu!)

  • Kaksoismetalli