A melegedés hatása a térfogatra

A hőmérséklet változása mindig hatással van a testekre. Ez a változás nem feltétlenül látványos, de a testek térfogata mindig változik, ha csökken, vagy nő a környezete – és ezzel együtt a saját – hőmérséklete. Ha nő a hőmérséklet, a szilárd testek térfogata is növekszik. Ha csökken a hőmérséklet, a testek összehúzódnak.

A növekvő hőmérséklet következtében fellépő térfogat-növekedést hőtágulásnak nevezzük.

Valamely test által elfoglalt tér nagysága.

A hőtágulás

A hőtágulás a testekben lévő részecskék mozgásával hozható összefüggésbe. A hőmérséklet változásának hatására a testben lévő részecskék mozgása is megváltozik. Ez a változás pedig annál nagyobb, minél nagyobb a hőmérsékletváltozás.

Mi történik a szilárd test belsejében?

Ha melegítünk egy szilárd testet, a benne lévő részecskék nagyobb tágassággal kezdenek rezegni. Ezzel a mozgással egyre távolabb kerülnek egymáshoz, vagyis egyre nagyobb hely kell nekik. Minél jobban felmelegítjük a testet, annál nagyobb mértékben fog nőni a test térfogata, mert a benne rezgő részecskék egyre nagyobb területet igényelnek a mozgásukhoz. Egy szilárd test, minél nagyobb, annál jobban fog tágulni a hőmérséklet-növekedés következtében.

Az anyagok hőtágulása

A testek hőtágulásának mértéke azonban nemcsak a hőmérsékletváltozás nagyságától függ. Minden anyagnak más-más a hőtágulása. Ha például egy azonos térfogatú alumínium- és vasrudat azonos mértékben felmelegítjük, azt tapasztalhatjuk, hogy az alumíniumrúd térfogata nagyobb lesz, mint a vasrúdé.

A térfogat és a hőtágulás mértéke közti összefüggés

Vagyis a szilárd testek hőtágulása annál nagyobb, minél nagyobb a kezdeti térfogatuk és a hőmérséklet-növekedésük. A hőtágulás mértéke azonban függ még az anyag minőségétől is.

A hőtágulás hasznosítása a múltban