lämpölaajentumisen

Lämpölaajentuminen, eli terminen laajeneminen, on materiaalien ominaisuus, jonka mukaan niiden tilavuus kasvaa lämpötilan noustessa ja kutistuu lämpötilan laskiessa. Tämä ilmiö johtuu atomien tai molekyylien liike-energian muutoksesta. Kun lämpötila kasvaa, hiukkaset värähtelevät voimakkaammin ja etääntyvät toisistaan, mikä johtaa aineen kokonaislaajenemiseen. Vastaavasti lämpötilan laskiessa hiukkasten liike-energia vähenee, ja ne asettuvat lähemmäs toisiaan, aiheuttaen aineen kutistumista.

Lämpölaajentuminen ilmenee eri tavoin eri aineissa. Kiinteät aineet, nesteet ja kaasut laajenevat lämmetessään, mutta laajenemisnopeus vaihtelee. Kaasut laajenevat tyypillisesti huomattavasti enemmän kuin nesteet, jotka puolestaan laajenevat enemmän kuin kiinteät aineet. Laajenemisen määrää kuvataan lämpölaajenemiskertoimella, joka on ainekohtainen ominaisuus.

Ilmiöllä on merkitystä monissa teknisissä sovelluksissa. Esimerkiksi sillan rakentamisessa ja rautateiden kiskojen asennuksessa on otettava huomioon lämpötilan vaihteluista aiheutuva laajeneminen ja kutistuminen. Liikkuvien osien suunnittelussa, kuten moottoreissa, lämpölaajeneminen on kriittinen tekijä, jotta osat eivät jumitu tai vaurioidu. Myös lämpömittareiden toiminta perustuu nesteiden tai kaasujen lämpölaajenemiseen.