التمدد الحراري

الخطوة الأولى: فهم معامل التمدد الحراري (α). هو مقدار التغير في طول المادة لكل وحدة طول عند تغير درجة الحرارة بمقدار درجة مئوية واحدة. تختلف قيمته باختلاف المادة (مثل الفولاذ، الألومنيوم، الخشب). يجب إدخال هذه القيمة بوحدة (/°C) أو (1/°C). يمكنك إيجاد هذه القيمة من الجداول الفيزيائية أو من خصائص المواد.

الخطوة الثانية: إدخال الطول الأولي (L₀). هو طول الجسم قبل حدوث التغير في درجة الحرارة. يمكن إدخاله بأي وحدة طول (متر، سم، ملليمتر، قدم، بوصة). تأكد من استخدام وحدة مناسبة لوحدة معامل التمدد للحصول على نتيجة صحيحة.

الخطوة الثالثة: إدخال التغير في درجة الحرارة (ΔT). هو الفرق بين درجة الحرارة النهائية ودرجة الحرارة الأولية (T₂ - T₁). يُستخدم بوحدة الدرجة المئوية (°C) أو كلفن (K)، ولكن الفرق العددي متساوٍ بينهما. أدخل قيمة موجبة للتمدد وقيمة سالبة للانكماش.

الخطوة الرابعة: تقوم الحاسبة بحساب التغير في الطول (ΔL) باستخدام الصيغة: ΔL = α × L₀ × ΔT. الناتج سيكون بنفس وحدة الطول الأولي. يمكنك بعد ذلك حساب الطول النهائي كالتالي: L = L₀ + ΔL.

الخطوة الخامسة: تفسير النتيجة. إذا كانت ΔL موجبة فهذا يعني تمدداً، وإذا كانت سالبة فهذا انكماش. في التطبيقات العملية مثل الجسور وخطوط السكك الحديدية، يجب مراعاة هذا التغير لتجنب التشوهات أو الضرر.