Температурні коефіцієнти лінійного розширення деяких речовин

Речовина	α, 1/°С	Речовина	α, 1/°С
Алюміній	0,000024	Платина	0,000009
Залізо	0,000012	Срібло	0,000019
Золото	0,000014	Сталь	0,000012
Латунь	0,000019	Скло	0,000009
Мідь	0,000017	Цемент	0,000014
Олово	0,000027	Цинк	0,000029

4. Ознайомимося з тепловим розширенням у природі й техніці. Здатність тіл розширюватися під час на­грівання і стискуватися під час охолодження відіграє дуже важливу роль у прароді. По­верхня Землі прогрівається нерівномірно. У результаті повітря поблизу Землі також розширюється нерівномірно, й утворюється вітер, що зумовлює зміну погоди. Нерівномірне прогрівання води в морях і океанах приводить до виникнення течій, які суттєво впливають на клімат. Різке коливання темпе­ратури в гірських районах викликає розши­рення і стискання гірських порід. А оскільки ступінь розширення залежить від виду поро­ди, то розширення і стискання відбувають­ся нерівномірно, і в результаті утворюються тріщини, що спричинюють руйнування тих порід.

Теплове розширення доводиться брати до уваги під час будівництва мостів і ліній електропередач, прокладання труб опалення, укла­дання залізничних рейок, виготовлення залізобетонних конструкцій і в багатьох інших випадках.

Явище теплового розширення широко використовується в техніці й побуті. Так, для автоматичного замикання й розмикання електричних кіл використовують біметалічні пластинки — вони складаються з двох смуг із різним коефіцієнтом лінійного розширен­ня. Теплове розширення повітря допомагає рівномірно прогріти квартиру, осту­дити продукти в холодильнику, провітрити кімнату.

5. Вчимося розв'язувати задачі.

Задача. Довжина сталевої залізничної рейки за температури 0 °С дорівнює 8 м. На скіль­ки збільшиться її довжина спекотного літнього дня за температури 40 °С?

Аналіз умови задачі. Знаючи, як змі­нюється довжина сталевої деталі внаслідок нагрівання на 1 °С, тобто знаючи температур­ний коефіцієнт лінійного розширення сталі, ми знайдемо, на скільки зміниться довжина рейки внаслідок нагрівання на 40 °С. Температурний коефіцієнт лінійного розширення сталі візьмемо з таблиці, наведеної вище.

6. Підбиваємо підсумки. Тверді тіла, рідини й гази під час нагрівання, як правило, розширюються. Причина теплового розширення в тому, що зі збільшенням температури збільшується швидкість руху атомів і молекул. У результаті збільшується середня відстань між атомами (молекулами). Теплове розши­рення твердих речовин характеризується коефіцієнтом лінійного розши­рення. Коефіцієнт лінійного розширення чисельно дорівнює відношенню зміни довжини тіла внаслідок нагрівання його на 1 °С і його початкової довжини .