Dwa metalowe pręty w temperaturze 20°c mają jednakową długość. W temperaturze 5°c pręt p ma długość większą niż pręt q. Który z tych prętów będzie dłuższy w temperaturze 50°c?.

Odpowiedź :

W temperaturze 50 °C dłuższy będzie pręt q.

W temperaturze 20 °C oba pręty mają jednakową długość

[tex]x_p=x_q[/tex]

W temperaturze 5 °C

[tex]x_p > x_q[/tex]

Czyli przy zmianie temperatury o 15 °C (od 5 do 20 °C) pręt q zwiększył swoją długość bardziej niż pręt p.

Dla elementów liniowych jakim jest pręt mówimy o cieplnej rozszerzalności liniowej elementu. Określona jest ona wzorem

[tex]x=x_0(1+\alpha \Delta T)[/tex]

x - długość elementu po zmianie temperatury

x₀ - początkowa długość elementu

α - współczynnik rozszerzalności temperaturowej

ΔT - zmiana temperatury

Przy wzroście temperatury elementy będą się wydłużać, a przy jej spadku - kurczyć.

Skoro przy zmianie temperatury z 5 do 20 °C pręt q wydłużył się bardziej, to można wywnioskować, iż posiada on (materiał z którego został wykonany) większy współczynnik rozszerzalności α.

Dla tego przy kolejnym wzroście temperatury (od 20 do 50 °C) również wydłuży się bardziej.

Po ogrzaniu prętów do 50 °C pręt q będzie miał większą długość niż pręt p.