ताप प्रसार गाइड: लंबाई, क्षेत्रफल और आयतन परिवर्तनों की गणना
इंजीनियरिंग सामग्रियों में ताप प्रसार को समझें। रैखिक, क्षेत्रीय और आयतनात्मक प्रसार की गणना करना सीखें।
ताप प्रसार क्या है?
जब सामग्री गर्म होती है तो उनके परमाणु अधिक कंपन करते हैं और अधिक स्थान लेते हैं, जिससे सामग्री का विस्तार होता है। यह ताप प्रसार है। ठंडा होने पर सामग्री सिकुड़ती है। ताप प्रसार के लिए डिज़ाइन न करने से पुल, रेल, पाइपलाइन और भवनों में विफलता हो सकती है।
रैखिक ताप प्रसार
रैखिक प्रसार सूत्र: ΔL = α × L₀ × ΔT, जहाँ ΔL लंबाई परिवर्तन है, α रैखिक प्रसार गुणांक है, L₀ मूल लंबाई है, और ΔT तापमान परिवर्तन है। स्टील का α ≈ 12 × 10⁻⁶ /°C, एल्यूमीनियम का α ≈ 23 × 10⁻⁶ /°C। 10 मीटर स्टील बीम 50°C तापमान वृद्धि पर 6 मिमी बढ़ता है।
इंजीनियरिंग अनुप्रयोग
पुलों में एक्सपेंशन जॉइंट ताप प्रसार की अनुमति देते हैं। रेल की पटरियों में अंतराल छोड़े जाते हैं। पाइपलाइनों में एक्सपेंशन लूप होते हैं। बाइमेटलिक स्ट्रिप (दो भिन्न α वाली धातुएँ जुड़ी) थर्मोस्टैट में उपयोग होती हैं। विभिन्न सामग्रियों को जोड़ते समय विभेदक प्रसार पर विचार करना आवश्यक है।