1. Приведите примеры учёта теплового расширения твёрдых тел
в технике и в быту.
са на
рельсам? ​

Тепловое расширение твёрдых тел — это явление, при котором материалы увеличиваются в объёме или длине при нагревании и уменьшаются при охлаждении. Это свойство материалов необходимо учитывать при проектировании различных конструкций, чтобы избежать деформаций или повреждений. Примеры учёта теплового расширения можно найти как в технике, так и в быту.

1. Железнодорожные рельсы: Одним из самых известных примеров является прокладка железнодорожных рельсов. Рельсы изготовлены из стали, которая расширяется при повышении температуры. Чтобы избежать деформации рельсов при нагревании летом, между стыками рельсов оставляют небольшие зазоры. Эти зазоры позволяют рельсам расширяться, не вызывая изгибов и не создавая напряжения в конструкции, что могло бы привести к авариям на железной дороге. Без таких зазоров в жаркие дни рельсы могли бы изгибаться и создавать опасные условия для движения поездов.

2. Мосты и эстакады: В строительстве мостов также важно учитывать тепловое расширение. Мостовые конструкции, особенно длинные мосты, могут изменять свои размеры в зависимости от температуры окружающей среды. Для этого в мостах предусматривают специальные температурные швы и опоры, которые могут двигаться. Они компенсируют изменения длины моста и не дают ему деформироваться. Если бы такие компенсирующие механизмы не использовались, то мост мог бы разрушиться или получить серьёзные повреждения в жару или холод.

3. Линейные тепловые компенсаторы в трубопроводах: В системах отопления, водоснабжения и газопроводах, особенно если они выполнены из металлов, необходимо учитывать тепловое расширение труб. При нагревании трубопроводы могут удлиняться, что может вызвать дополнительные напряжения в соединениях или деформацию труб. Для решения этой проблемы применяют линейные компенсаторы или специальные изгибы труб, которые принимают на себя изменение длины трубопровода при изменении температуры. Это предотвращает возможные протечки и поломки системы.

4. Бытовые примеры — оконные и дверные рамы: В быту учёт теплового расширения можно наблюдать на примере оконных и дверных рам. Оконные рамы, особенно если они выполнены из алюминия или ПВХ, могут расширяться на жаре и сжиматься в холоде. Чтобы избежать заклинивания окон и дверей, при установке оставляют небольшой зазор между рамой и стеной, который позволяет материалу свободно изменять размеры в зависимости от температуры. Такой зазор затем заполняется уплотнительным материалом, чтобы не было потерь тепла.

5. Линейные расширения в строительстве зданий: В строительстве зданий и сооружений также учитывается тепловое расширение материалов. Например, при укладке бетонных плит для полов или дорожек предусматривают температурные швы — это зазоры между плитами, которые позволяют бетону расширяться без трещин. Это особенно важно при строительстве на открытом воздухе, где температурные колебания могут быть значительными.

6. Опоры для высоковольтных линий электропередач: Провода линий электропередач могут заметно удлиняться при нагревании на солнце и сжиматься в холодное время года. Чтобы избежать обрыва проводов, их натягивают с определённым запасом, и при установке учитывается возможность провисания. Таким образом, провода остаются в безопасности и не провисают слишком низко, создавая угрозу.

Эти примеры демонстрируют, насколько важно учитывать тепловое расширение твёрдых тел в инженерных решениях и бытовых условиях. Без этого многие конструкции могли бы разрушаться или выходить из строя из-за температурных изменений.