🧮 Fizyka ✓ Liczy na żywo

Kalkulator rozszerzalności cieplnej

Do czego służy

Ten kalkulator liczy, o ile wydłuża się materiał przy zmianie temperatury: ΔL = α · L · ΔT. Materiał wybierasz z listy (stal, aluminium, PVC…), a wynik dostajesz w milimetrach — np. 10 m stali przy +50°C wydłuża się o 6 mm.

🧮 Policz od razu

Co liczy kalkulator rozszerzalności cieplnej?

Prawie wszystko rozszerza się przy ogrzewaniu — a ten kalkulator mówi, o ile dokładnie. Wzór: ΔL = α · L · ΔT — współczynnik rozszerzalności razy długość początkowa razy zmiana temperatury. Materiał wybierasz z listy (α podstawia się samo), a wynik dostajesz w praktycznych milimetrach, wraz z nową długością. ΔT ujemne? Kalkulator policzy skurcz na mrozie.

Współczynnik α — kto rośnie najszybciej?

α podaje się w milionowych częściach na kelwin (10⁻⁶ 1/K). Ściąga: szkło 9, stal i beton 12 (to bliźniacze wartości — za chwilę zobaczysz, czemu to cud inżynierii), miedź 17, aluminium 23, PVC aż 80! Tworzywa sztuczne „pracują” kilkukrotnie mocniej niż metale — dlatego długie rynny i panele PCV potrzebują luzów montażowych, o których producenci piszą w instrukcjach.

Przykład krok po kroku

Stalowa belka 10 m, różnica temperatur lato–zima 50°C (od −20 do +30): ΔL = 12·10⁻⁶ × 10 × 50 = 0,006 m = 6 mm. Niby mało — ale most ma setki metrów: 300 m stali to już 18 cm ruchu! Dlatego mosty mają szczeliny dylatacyjne (te „grzebienie” na wjeździe), a dawne tory kolejowe — charakterystyczne przerwy między szynami (stukot kół!). Rynna PVC 6 m przy ΔT 60°C? Prawie 29 mm — stąd specjalne złączki kompensacyjne.

Cud zgodności: stal + beton

Dlaczego żelbet w ogóle działa? Bo stal i beton mają niemal identyczne α ≈ 12·10⁻⁶ — ogrzewane rozszerzają się zgodnie i konstrukcja nie pęka od środka. To jeden z najszczęśliwszych zbiegów okoliczności inżynierii. Kontrprzykład: szkło zwykłe pęka od wrzątku, bo zewnętrzna warstwa rozszerza się szybciej niż zimny środek — szkło borokrzemowe (np. naczynia żaroodporne) ma α ~3× mniejsze i dlatego wytrzymuje.

Gdzie się to przydaje?

Wszędzie tam, gdzie „materiał pracuje”: dylatacje mostów, torów i posadzek, luzy w rynnach, sidingach i panelach, rurociągi c.o. (kompensatory!), pasowanie części na gorąco (łożysko podgrzane wchodzi na wał, stygnąc zaciska się na amen), a nawet poluzowywanie zapieczonych słoików gorącą wodą. W szkole to klasyka działu cieplnego — z tym kalkulatorem każde zadanie „o ile wydłuży się szyna” liczysz w 5 sekund.

Najczęstsze pytania

Jaki jest wzór na rozszerzalność cieplną?

ΔL = α · L · ΔT — współczynnik rozszerzalności razy długość razy zmiana temperatury. Stal 10 m przy +50°C: 6 mm.

Który materiał rozszerza się najbardziej?

Z popularnych — tworzywa: PVC ma α ≈ 80·10⁻⁶, kilkukrotnie więcej niż metale (stal 12, aluminium 23). Stąd luzy montażowe w rynnach.

Po co mostom szczeliny dylatacyjne?

Bo setki metrów stali „pracują” o kilkanaście centymetrów między zimą a latem — bez szczelin konstrukcja by się wybrzuszyła.

Dlaczego żelbet nie pęka przy zmianach temperatury?

Bo stal i beton mają niemal identyczne α (≈12·10⁻⁶) — rozszerzają się zgodnie. To szczęśliwy traf, na którym stoi współczesne budownictwo.

Masz inne pytanie?

Tryb:

✅ Odpowiedź