Қатты және сұйық заттардың жылулық ұлғаюы

• Заттардың қыздыру кезінде көлемінің ұлғаюы жылулық ұлғаю деп аталады.
• Жылулық ұлғаю температураның жоғарылауына байланысты заттың көлемінің өзгеруін сипаттайды.
• Қатты, сұйық және газ тәрізді заттар қыздырғанда ұлғаяды және салқындатқанда кішірейеді.
• Металдар басқа материалдарға қарағанда жылулық ұлғаюға көбірек бейім.

Қатты заттардың жылулық ұлғаюы

• Қатты заттар қыздырғанда ұлғаяды, себебі олардың құрамындағы атомдар мен молекулалардың кинетикалық энергиясы артады.
• Бұл жоғарылаған энергия атомдардың орташа тербеліс амплитудасын арттырады, нәтижесінде зат ұлғаяды.
• Темір жол рельстерінде, көпірлерде және ғимараттарда жылулық ұлғаю ескеріледі, себебі температура өзгерген кезде олардың құрылымына әсер етуі мүмкін.
• Биметалл жолақтар, екі түрлі металдан жасалған және әртүрлі жылдамдықпен ұлғаятын жолақтар температураға сезімтал құрылғыларда қолданылады, мысалы, термостаттарда.

Сұйық заттардың жылулық ұлғаюы

• Сұйықтар да қыздырғанда көлемін ұлғайтады.
• Сұйықтықтардың жылулық ұлғаюы қатты заттарға қарағанда әдетте көбірек болады, өйткені сұйықтықтағы молекулалардың арасындағы байланыс әлсіздеу болады.
• Термометрлер сұйықтықтардың, әдетте сынап немесе спирттің, температураға байланысты ұлғаю принципін пайдаланады.
• Судың ерекшелігі бар, ол 0°C және 4°C аралығында қыздырғанда жиырылады, ал 4°C-тан жоғары қыздырғанда ұлғаяды.

Газ тәрізді заттардың жылулық ұлғаюы

• Газдар қыздырған кезде ең көп жылулық ұлғаюды көрсетеді.
• Газ молекулаларында қатты және сұйық заттарға қарағанда әлсіз байланысқандықтан, олар жылыту кезінде айтарлықтай ұлғаяды.
• Газдың жылулық ұлғаюы көбінесе газдың қысымы мен көлемі арасындағы қатынасты орнататын идеал газ заңымен сипатталады.
• Ыстық ауа шарлары ауаның қыздыру арқылы тығыздығын азайту арқылы жұмыс істейді, бұл шардың көтерілуіне мүмкіндік береді.

Жылулық ұлғаюдың практикалық қолданылуы

• Металл шеңберді дөңгелекке бекіту үшін дөңгелектің шеңберін қыздыру шеңбердің ұлғаюына және дөңгелекке оңай сыюына мүмкіндік береді. Салқындаған кезде шеңбер жиырылып, тығыз бекітуді қамтамасыз етеді.
• Көпірлердегі және ғимараттардағы кеңейту қосылыстары материалдардың жылулық ұлғаюын ескере отырып, температураның өзгеруіне байланысты құрылымдық зақымданудың алдын алады.
• Биметалл жолақтар термостаттарда, өрт дабылдарында және температураны реттейтін басқа құрылғыларда әртүрлі металдардың әртүрлі ұлғаю жылдамдығына байланысты қолданылады.
• Thermostatтар температураны автоматты түрде реттеу үшін биметалл жолақтарды пайдаланады.

Жылулық ұлғаюға әсер ететін факторлар

• Материалдың түрі жылулық ұлғаю көлеміне әсер етеді. Әртүрлі материалдардың әртүрлі жылулық ұлғаю коэффициенттері бар.
• Температураның өзгеруі: Температураның өзгеруі неғұрлым жоғары болса, ұлғаю немесе жиырылу соғұрлым үлкен болады.
• Бастапқы өлшем: Үлкенірек бастапқы өлшемдер температура өзгерісі үшін үлкенірек ұлғаюға немесе жиырылуға әкеледі.

Жылулық ұлғаюдың салдары

• Құбырлардың жарылуы: Сұйықтықтардың мұздауы және кеңеюі құбырлардың жарылуына әкелуі мүмкін, әсіресе қыс мезгілінде.
• Көпірлер мен ғимараттардың зақымдануы: Жылулық ұлғаюды дұрыс есептемеу құрылымдардың уақыт өте келе иілуіне немесе сынуына әкелуі мүмкін.
• Дөңгелектердің жарылуы: Жылулық ұлғаю және үйкеліс автомобиль дөңгелектерінің қызып кетуіне және жарылуына әкелуі мүмкін.
• Дәл өлшеулер: Жылулық ұлғаюға байланысты ұзындық өзгерістеріне байланысты дәл өлшеу үшін температураның өзгеруін ескеру қажет.

Заттардың қыздыру кезінде көлемінің ұлғаюы жылулық ұлғаю деп аталады. Қатты және сұйық заттар қыздырғанда ұлғаяды, себебі олардың құрамындағы атомдар мен молекулалардың кинетикалық энергиясы артады. Бұл жоғарылаған энергия атомдардың тербеліс амплитудасын арттырады.