إن التمدد الحراري thermal expansion للاجسام هو نتيجة عن للتغير الذي يحدث للمسافات الفاصلة بين جزيئات وذراتالمادة. ولفهم أدق لما ذكرناه لننظر إلى الشكل الموضح أدناه حيث يعبر عن التركيبالبلوري لمادة في الحالة الصلبة والتي تحتوي على مصفوفة مرتبة من الذرات المترابطةمع بعضها البعض بفعل القوى الكهربية (الزنبرك في الشكل يمثل القوى الكهربية).
يمثل الشكل بلورة لمادة صلبة والزنبرك بين الذرات يمثلالقوى الكهربية
التي تربط الذرات بعضها ببعض
عند درجات الحرارة العادية تتذبذب الذرات حول موضع استقرارها في البلورة وتبلغ سعةالذبذبة ما يقارب 1x10-11m وبتردد يصل إلى 1013Hz. حيث تكون المسافة الفاصلة بينالذرات في البلورة 1x10-10m فإن هذه المسافة تزداد بزيادة درجة الحرارة نتيجةلازدياد سعة الذبذبة وبتجميع هذه الزيادات بين ذرات المادة ينتج عنه تمدد ملحوظبزيادة درجة الحرارة.
يحدث التمدد على كافة ابعاد الجسم كالطول والعرضوالسمك وتكون نسبة الزيادة حسب الأبعاد الهندسية للمادة ومقدار الزيادة يتناسبطردياً مع الطول الأصلي لذا تكون الزيادة في الطول اكثر منها في العرض أوالسمك.
قبل التسخين
بعد التسخين
لنفترض أن أن الطول الأصلي لجسم هو L وبزيادة درجة الحرارة بمقدار DT يحدث زيادة فيالطول مقدارها DL وقد اثبتت التجارب ان التغير في الطول يتناسب طرديا مع التغير فيدرجات الحرارة والطول الأصلي لذا يمكن كتابة معادلة التغير في الطول على النحوالتالي:
الأربعاء أبريل 17, 2013 11:54 pm