[ Start ] [ Uppåt ]

Värmeutvidgning

I ett fast ämne svänger atomerna fram och tillbaka kring ett jämviktsläge. Ökar temperaturen blir svängningarna större. Varje atom kräver då större plats och ämnet utvidgar sig. 

Värme utvidgningen kan både vara ett problem och till nytta. När man bygger broar måste man ta hänsyn till att betongen och armeringen utvidgar sig vi uppvärmning. En landsvägsbro som är 60m utvidgar sig varje meter 0,5mm vilket innebär 30mm för hela bron. Ölandsbron är drygt 6km vilket innebär att denna bro utvidgar sig ca 3m. Dessa tre meter delas upp i 19 skarvar. Skarvarna består av en rörlig cylinder som brobana vilar på.
Även järnvägsräls utvidgar sig. Därför har även järnvägen skarvar. Riktigt varma dagar kan det dock hända att dessa inte räcker till. Skarvarna trycks då ihop och något som kallas solkurvor uppstår. Ett annat exempel där man kan observera värmeutvidgning i vår närhet är i olika typer av luftledningar t ex telefontrådar som på vintern är spända och på sommaren hänger slaka. 

Fördelar med värmeutvidgning utnyttjas t ex i bimetalltermometrar. En bimetalltermometer består av en spiralformad bimetall kopplad till en visare. Spiralen böjer sig vid uppvärmning och visaren, som följer med, markerar temperaturen. Även en termostat utnyttjar värmeutvidgning. En värmekänslig kropp sluter eller bryter en strömkrets. En sådan termostat används t ex i strykjärn och blinklampor.

Här följer två experiment som illustrerar värmeutvidgning.

Experiment 1

Passform vid uppvärmning/nedkylning 

Experimentuppställningen utgörs av en metallskiva med ett cirkulärt hål i samt en metall propp som exakt går igenom hålet vid rumstemperatur. I experimentet undersöks hu passformen ändras vid nedkylning respektive uppvärmning. Vid vårt försök kommer metallplattan att sänkas ned i ett bad av flytande kväve. Diametern på de cirkulära hålet krymper då så att proppen inte går igenom.

Experiment 2

Värmeutvidgning av metalltråd 

I detta experiment ska vi se hur en fast kropp utvidgar sig när den värms. Försöksuppställningen består av en metalltråd som spänns upp mellan två stativ. För att få ett tydligare utslag när vi värmer på tråden med en gaslåga så placeras en vikt på tråden. Värmeutvidgningen mäts genom att nedböjningen läses av med hjälp av en linjal.