Расширение тел от нагревания

С давних времен человек научился пользоваться огнем: готовил пищу, отапливал помещения, расплавлял руду для получения металла.

Много позднее человек научился использовать теплоту для работы машин.

Нагревание придает телам некоторые новые свойства. Тела могут расширяться или сжиматься не только от растягивания и сдавливания, но также от нагревания или охлаждения. Наименьшее расширение замечается в телах твердых, наибольшее — в газах. Найдено, что при нагревании на 1°С каждый метр железа удлиняется на 0,012 мм, алюминия — на 0,024 мм. При нагревании на 1°С объем газа увеличивается на 1/278 объема, который газ имеет при 0°.

Как ни малы эти величины, однако они всегда учитываются в технике. Так, например, большие железнодорожные мосты закрепляют только с одного конца, а другой конец укладывают на катки. Посмотрите хотя бы на железнодорожные рельсы: всегда на месте соединения двух кусков оставляют промежуток.

Если рельсы поставить вплотную, то летом, в сильную жару, они удлинятся и могут лопнуть.

Благодаря одинаковому расширению железа и бетона стало возможным применять железобетонные постройки.

Устройство термометра также основано на тепловом расширении ртути или спирта.

Сделайте простую модель, наглядно показывающую влияние нагревания на металлы. Между двумя брусочками, жестко укрепленными на дощечке, натяните параллельно, на расстоянии 3 мм друг от друга, 2 медные или железные проволочки сечением в 0,2—0,3 мм. Из тонкой жести вырежьте стрелку длиною в 110—120 мм, которую устанавливайте горизонтально так, как показано на рисунке.

Стоит только поднести спичку к проволочкам и прогреть их, как стрелка придет в движение, а при остывании вернется в первоначальное положение.

Сделайте из брусочков 2 стоечки на подставках. На верх стоек прибейте или приверните две металлические пластинки, края которых, обращенные друг к другу, должны быть взаимно параллельны. Между пластинками надо сделать деревянную рейку. Расстояние между краями металлических пластинок должно быть таким, чтобы пятикопеечная монета туго, но проходила между ними.

Нагрейте монету и снова попробуйте ее пропустить между пластинками. У вас ничего не получится до тех пор, пока монета не остынет и не примет прежние размеры.

Еще проще можно проделать опыт при помощи двух гвоздей, забитых в дощечку. Расстояние между гвоздями должно равняться диаметру неразогретого пятачка.