انبساط گرمایی (جامدات): انبساط سطحی-1

بررسی انبساط گرمایی از لحاظ میکروسکوپی: انبساط گرمایی باعث می‌شود فاصله‌ی بین مولکولهای سازنده جسم افزایش می‌یابد. در مایعات افزایش دما باعث افزایش حرکت کاتوره‌ای موملکولها شده و در نتیجه انبساط پیدا می‌کنند.

• انبساط سطحی: تجربه نشان داده که با انبساط جامد شکل آن تغییر نمی‌کند. یعنی وقتی جسم جامدی را گرم می‌کنیم، این جسم در تمام ابعادش انبساط پیدا می‌کند. انبساط سطحی مانند اینه که ما یک عکس کوچک رو بزرگ کنیم.

برای محاسبه تغییرات مساحت یک ورقه از رابطه‌ی زیراستفاده می‌کنیم:

چند نکته‌ی مهم:

• -اگر در سؤالی مساحت نهایی (\(A_{2}\)) را بخواهد از رابطه‌ی : \(A_{2} = A_{1}(1 + 2\alpha\Delta T)\)
• -اگر در سؤالی ضریب انبساط سطحی را بدهد به جای (\(2\alpha\)) عدد مورد نظر قرار می‌دهیم.
• -همانند انبساط طولی، در نمودار \(A - \theta\)، ضریب \(2\alpha \cdot A_{1}\) نقش شیب را بازی می‌کند.
• -اگر در یک صفحه‌ی فلزی حفره داشته باشیم، با گرم کرده صفحه، علاوه بر صفحه، حفره هم انبساط پیدا می‌کند.
• مثلاً در شکل مقابل با افزایش دما، کل صفحه منبسط می‌شود یعنی حتی حفره هم انبساط پیدا می‌کند.

مثال: ضریب انبساط طولی آلومینیم \(2 \slash 3 \times 10^{- 5}K^{- 1}\) است و روی یک ورقه‌ی آلومینیمی، حفره‌ی دایره‌ای شکل ایجاد کرده‌ایم که مساحت آن در دمای صفر درجه‌ی سلسیوس \(50cm^{2}\) است. اگر دمای ورقه را به آرامی 80 درجه سلسیوس برسانیم، مساحت حفره چند سانتی‌متر مربع می‌شود؟