Lämpölaajenemiskäyrien

Lämpölaajenemiskäyrät, suomeksi lämpölaajenemiskäyrät, kuvaavat materiaalin pituuden, tilavuuden tai pinta-alan muutosta lämpötilan funktiona. Kun materiaalia lämmitetään, sen atomit tai molekyylit värähtelevät enemmän ja etääntyvät toisistaan, mikä johtaa yleensä laajenemiseen. Vastaavasti jäähdytys saa ne lähentymään ja materiaalin supistumaan. Lämpölaajenemiskertoimet ovat materiaalispesifejä ominaisuuksia, jotka ilmaisevat kuinka paljon materiaali laajenee tai supistuu tiettyä lämpötilan muutosta kohden.

Lineaarinen lämpölaajeneminen koskee materiaalin pituuden muutosta. Tilavuuslämpölaajeneminen kuvaa puolestaan aineen kolmiulotteisen tilavuuden muutosta. Useimmilla materiaaleilla, kuten metalleilla ja useimmilla kiinteillä aineilla, lämpölaajeneminen on positiivista, eli ne laajenevat lämmetessään. Jotkin materiaalit, kuten vesi tietyssä lämpötila-alueella, osoittavat kuitenkin negatiivista lämpölaajenemista, eli ne supistuvat lämmetessään.

Lämpölaajenemisen ymmärtäminen on tärkeää monissa teknisissä sovelluksissa. Esimerkiksi siltojen ja rakennusten rakenteissa on jätettävä laajenemisvaraa lämpötilan vaihteluiden tasaamiseksi ja materiaalien vaurioitumisen estämiseksi. Lämpölaajenemiskäyrien tunteminen auttaa suunnittelemaan komponentteja, jotka toimivat luotettavasti erilaisissa käyttöolosuhteissa, kuten moottoreissa, sähkölaitteissa ja tieteellisissä mittauslaitteissa.