lämpölaajenemalle

Lämpölaajeneminen viittaa fysikaaliseen ilmiöön, jossa aineen tilavuus muuttuu lämpötilan muuttuessa. Kun aineen lämpötila nousee, sen atomien tai molekyylien liike-energia kasvaa, mikä johtaa usein kauempana toisistaan oleviin partikkeleihin ja siten tilavuuden kasvuun. Tätä kutsutaan lämpölaajenemiseksi. Vastaavasti, kun lämpötila laskee, partikkelien liike hidastuu, ja aineen tilavuus yleensä kutistuu.

Lämpölaajeneminen ilmenee eri tavoin eri olomuodoissa. Kiinteät aineet, nesteet ja kaasut laajenevat lämmetessään. Kaasut laajenevat yleensä merkittävimmin lämpötilan muuttuessa, koska niiden partikkelit ovat kauempana toisistaan ja liikkuvat vapaammin. Nesteet laajenevat enemmän kuin kiinteät aineet, mutta vähemmän kuin kaasut.

Lämpölaajenemisen suuruus riippuu aineen ominaisuuksista, joita kuvataan lämpölaajenemiskertoimella. Tämä kerroin ilmaisee, kuinka paljon aineen tilavuus muuttuu tiettyä lämpötilan muutosta kohden. Eri materiaaleilla on erilaiset lämpölaajenemiskertoimet.

Lämpölaajenemisella on käytännön sovelluksia ja seurauksia monilla aloilla. Rakennustekniikassa sillat ja rakennukset suunnitellaan ottaen huomioon lämpölaajeneminen ja -kutistuminen, jotta vältetään rakenteelliset vauriot. Esimerkiksi lämpölaajenemisrakoja jätetään siltoihin. Metallien kuumentuessa niiden laajenemista hyödynnetään esimerkiksi muotoilussa. Vastaavasti, kun nesteitä tai kaasuja säilytetään säiliöissä, on otettava huomioon tilavuuden muutokset lämpötilan vaihteluiden vuoksi paineen hallitsemiseksi. Jotkin materiaalit, kuten vesi tietyssä lämpötila-alueessa, käyttäytyvät epätavallisesti, ja niiden tilavuus kutistuu lämmetessään tiettyyn pisteeseen asti ennen kuin ne alkavat laajentua normaalisti.