hőtágulás, hőtágulási tényező
(dilatáció, dilatációs hézag, lírák)

Hőmérséklet növelésekor fellépő térfogat-növekedés (egyes esetekben térfogatcsökkenés), más néven dilatáció.
A jelenséget az atomok megnövekedett hőmozgása okozza.

A térfogat megváltozása arányos a hőmérséklet-változással és az anyag eredeti térfogatával.
Az arányossági tényező az anyagra jellemző hőtágulási tényező (a).

Szilárd, rúd alakú anyagok hosszúságának a változása (Dl) az eredeti hosszméret (l₀), a hőmérséklet-változás (Dt) és a hőtágulási tényező (a) szorzataként kapható meg.

Dl = a ^. l₀ ^. Dt

Minden irányban hasonló kiterjedésű szilárd testet melegítve a térfogatváltozás (DV):

DV = 3a ^. V₀ ^. Dt

A hőtágulási tényező (a) nagyságrendje szilárd anyagok esetén 10^-5/° C.

Folyadékok esetén a térfogatváltozás

DV = b ^. V₀ ^. Dt

A hőtágulási tényező (b) nagyságrendje folyadékok esetén 10^-3/° C.

Gázok hőtágulása állandó nyomáson a gáz anyagi minőségétől független, arányos a hőmérsékletváltozással és a kezdeti térfogattal. A gáz térfogatváltozása (DV):

DV = 1/T₀ ^. V₀ ^. DT

ahol V₀ a kezdeti térfogat, T₀ a kezdeti hőmérséklet, DT a hőmérséklet változása kelvinben.

Hőtágulás a gyakorlatban

Nagyobb szerkezeteknél jelentős lehet a hőtágulás - vagyis jelentős különbség lehet a "hideg" és "meleg" körülmények közötti hosszakkal.. Ezért hagynak hézagokat (u.n. dilatációs hézagot) a beton utak, járdák szakaszai között.
Nagyobb épületek esetén az épületrészeket szintén hőtágulást biztosító hézagokkal építik.

Csővezetékek esetén U-alakú egységeket (u.n. lírákat) alakítanak ki a vezetékben bizonyos szakaszonként ugyanilyen célból.

Hidak esetén szintén biztosítani kell, hogy a téli és a nyári hossz közötti különbség ne okozzon deformációt, törést.

Egy "háztartási" péda a hőtágulásra.
Mivel a hőtágulás következtében egy tárgy minden mérete ugyanolyan mértékben tágul, ha egy konzerves üveg fedelére melegvizet eresztünk sokkal könnyebben levehető.

Az "ellenkező jelenség" is megfigyelhető, amikor egy konzerves üveg fedelét visszazárjuk és betesszük a hűtőbe a lehülés miatt minden rész térfogata csökken. A benne lévő levegőé is. Ezért vákuum keletkezik és a külső légnyomás rászorítja a fedelet, nagyon nehéz lecsavarni.

Öveges tanár úr szemléletesen foglakozik a témával a Fizika blokk a A hő mint mozgás című részében.

Felhasznált irodalom