Temperaturno raztezanje je pojav, pri katerem se snovi zaradi višanja temperature raztezajo.

Večanje temperature snovi je odraz povečevanja notranje energije snovi. Ta je posledica večje energije gradnikov snovi (atomov, molekul...)

 

 


Predstavljajmo si kristal trdne snovi. Atomi ki gradijo kristal imajo točno določena mesta. Na teh mestih ne mirujejo imajo kinetično energijo - nihajo na svojih mestih. Če njihovo hitrost nihanja povečujemo se to navzven odraža kot povečanje temperature snovi. Vendar nihajoči atomi potrebujejo več prostora zato se prostornina snovi poveča. Razdalja med atomi se poveča.

Predstavljajmo si to kot skupino ljudi. Če jih postavimo kot skupino so razdalje med njimi odvisne od njihovega gibanja. Če predstavniki skupine mirujejo se lahko razdalje med njimi manjše, kot če so vsi na svojih mestih fizično bolj aktivni, na primer če telovadijo.



Podobno se dogaja v tekočinah (kapljevinah in plinih). Edina razlika je v tem, da gradniki v tekočinah nimajo točno določenih mest temveč lahko prihaja do spreminjanja lege glede na ostale. Večja ko je njihova kinetična energija več prostora potrebujejo.



Nekatere šolske zgradbe so zelo razpotegnjene. Na določenem mestu je reža, ki omogoča raztezanje in krčenje zgradbe. Pravimo, da stavba diha. Take reže, ki omogočajo raztezanje teles, so tudi med dvema tirnicama, med betonskima ploščama na cesti, med šipo in okenskim okvirom.

Pri večjih mostovih leži nosilec cestišča na eni strani na valjih, da se lahko razteza in krči, na drugi strani pa je čvrsto vpet v temelje mostu. Plinovodi, toplovodi, naftovodi in cevi za centralno kurjavo imajo namesto rež zavoje.

  

Obroč in kroglica sta iz iste kovine, kroglica pa mora biti tako velika, da jo brez težav spustimo skozi obroč, dokler jehladna. Nato kroglico segrejemo in jo poskusimo potisniti skozi obroč. Kroglica se je zaradi raztezanja povečala, zato obstane na obroču . Čez nekaj časa se ohladi in skrči ter pade skozi obroč.

Kaj se zgodi, če segrevamo kroglico in obroč hkrati?

Kaj se pa zgodi, ko ne upoštevamo temperaturnega raztezanja?


Bimetalni trak

Različne snovi se različno raztezajo. Zato se bimetalni trak, ki je sestavljen iz dveh različnih kovinskih trakov, spojenih po dolžini ukrivi, če se spremeni temperatura. 
Stikalo s takim bimetalnim trakom lahko uporabimo npr. v termostatu za uravnavanje temparature.


Ko se bimetal segreje, se bakreni trak raztegne bolj kot železni, zato se bimetal ukrivi in s tem prekine električni krog. Stikalo izključi grelec. Ko se bimetal dovolj ohladi, se spet vrne v prvotno lego in s tem vključi grelec. S tem avtomatsko vzdržujemo temperaturo v določenem območju.

 

 

Raztezanje kapljevin izkoriščamo za merjenje temperature.

 

 

Zaradi segrevanja se zrak razteza. To vidimo kot napihovanje balona. Nato plastenko premestimo v posodo z mešanico vode in ledu. Tukaj se zrak ohlaja in krči. Balon zato ni več napihnjen.


Tlak plina

Zrak je plin, ki si ga predstavljamo kot neurejeno gibanje plinskih molekul po prostoru, ki ga omejujejo stene. V prejšnjem filmu so se molekule zraka gibale v plastenki in balonu, ki je imel vlogo zamaška. Molekule zraka so pri svojem gibanju trkale v notranje stene posode in balona.

To pa pomeni, da ustvarjajo tlak, saj je tlak enak sili na enoto ploščine. Pri segrevanju se molekule zraka začnejo v povprečju gibati hitreje, zato se z večjo hitrostjo zaletavajo v stene posode. To pomeni, da se pri tem povečata tlak in s tem tudi sila molekul na stene, če se volumen posode ne spremeni.

Tlak zraka v plastenki je bil na začetku in po segrevanju skoraj enak, saj se je zrak lahko razširil in povečal svoj volumen. Če bi plastenko zaprli z zamaškom in nato segrevali, se zrak ne bi mogel razširiti, zato bi se povečal njegov tlak.

 


Anomalija vode

Voda ima zanimivo lastnost pri segrevanju. Če jo namreč segrevamo od 00C, ima največjo gostoto pri 40C, kar pomeni, da se med tema temperaturama voda krči. Šele pri temperaturi nad 40C se voda začne raztezati z višanjem temperature. To ima ugodne posledice za življenje v vodi. Pozimi, ko temperature padejo pod ledišče, se voda ohlaja na površini. Ker je hladnejša voda gostejša, pada na dno. To se dogaja le do temperature 40C. Voda z nižjo temperaturo je spet redkejša, zato ostaja na površini, kjer nato zmrzne. Tako je na dnu voda s temperaturo 4 0C, kjer ribe še lahko preživijo.


Večina drugih kapljevin se ob zviševanju temperature enakomerno razteza (na primer živo srebro), zato so take kapljevine bolj primerne za npr. termometre. Zaradi anomalije voda ni primerna kapljevina za merjenje temperature. Vsaj ne na temperaturnih območjih, ki so pomembna za življenje na Zemlji. Problem je tudi, da voda pod 00C zmrzne.


Zadnja sprememba: ponedeljek, 25 januar 2021, 07:23