Teorija

Par termisko izplešanos sauc ķermeņa izmēru un tilpuma maiņu, mainoties ķermeņa temperatūrai.
Mainoties temperatūrai, mainās cietu ķermeņu izmēri. Izplešanos temperatūras ietekmē raksturo lineārās izplešanās termiskais koeficients.
Ķermeņa lineāro izmēru maiņu apraksta formula l=l0(1+αΔT), kur
l - ķermeņa garums,
l0 - ķermeņa sākotnējais garums,
α - lineārās izplešanās termiskais koeficients,
ΔT - temperatūras starpība.

Lineārās izplešanās termiskais koeficients rāda, par kādu daļu no sākotnējā garuma vai platuma atšķiras ķermeņa izmērs, tā temperatūrai paaugstinoties par 1 grādu.

cietvielu-izplešanās (650).png
 Ja apskata no cietas vielas veidotu stieni, kura garums ir 1 metrs, tad, temperatūrai palielinoties par vienu grādu, stieņa garums izmainās par tik metriem, cik liels ir lineārās izplešanās koeficients
 
 
Metālu termisko izplešanos izmanto sildierīču automātiskajos slēdžos. Šāds slēdzis sastāv no divām cieši savienotām dažādu metālu (ar atšķirīgiem termiskajiem koeficientiem) plāksnītēm. Bimetāla plāksnītes, temperatūras ietekmē, izliecoties vai iztaisnojoties, noslēdz vai atvieno elektrisko ķēdi.
 
bimetāliskā-plāksnīte (300).png
...................................................................................... Bimetāliskās plāksnītes sastāv no diviem metāliem, kuriem ir atšķirīgi lineārās izplešanās koeficienti. Mainoties temperatūrai, katra plāksnīte garumu maina citādi, līdz ar to plāksnīte izliecas vai nu uz augšu, vai leju
  
 
Līdzās ķermeņa lineārajiem izmēriem, mainās arī ķermeņa tilpums. Ķermeņa tilpuma izmaiņu apraksta līdzīga izteiksme kā lineāro izplešanos, tikai lineārās izplešanās termiskā koeficienta vietā ir tilpuma izplešanās termiskais koeficients.
Ķermeņa tilpuma maiņu temperatūras ietekmē apraksta formula V=V0(1+βΔT), kur
V - ķermeņa tilpums,
 V0 - ķermeņa sākotnējais tilpums,
β - tilpuma izplešanās termiskais koeficients,
ΔT - temperatūras starpība.
 
Tilpuma izplešanās termiskais koeficients rāda, par kādu daļu no sākotnējā tilpuma atšķiras ķermeņa tilpums pēc temperatūras paaugstināšanās par 1 grādu.
 
Viela
...Tilpuma_izplešanās... koeficients β, K1
Benzīns
0,000124
Dzīvsudrabs...
0,000110
Ēteris
0,000160
Glicerīns
0,000051
Nafta
0,000100
Petroleja
0,000100
Spirts
0,000110
Ūdens
0,000180
 
Piemērs:
Ja spirta tilpums 30°C ir 500l, tad 25°C temperatūrā tā tilpums ir pieaudzis par 5000,00011(25(30))=3,025l.
No tilpuma maiņas izteiksmes izriet, ka šķidruma tilpumam vajadzētu pieaugt, ja pieaug temperatūra, tomēr kārtējo reizi ūdens izceļas ar savām unikālajām īpašībām, jo līdz noteiktai temperatūrai, ūdeni sildot, tas nevis izplešas, bet saraujas.
 
ūdens-anomālija (520).png
Sākot sildīt ūdeni no kušanas temperatūras, tas, pieaugot temperatūrai, vispirms tilpumu samazina, un tikai pēc 4°C tilpums sāk pieaugt
 
Atsauce:
E. Šilters "Fizika 8.klasei" Lielvārds, 2000. 88.-89. lpp.
V. Rasmane, A. Vītols, Ā. Cacāne "Fizika pamatskolai 2. daļa" RAKA, 2006. 27. lpp.
I. Vilks "Fizika 8. klasei" Zvaigzne ABC, 2007. 99.-102. lpp.
E. Šilters "Fizika 11.klasei" Lielvārds, 2006. 17.-19. lpp.