Zjawisko rozszerzalności cieplnej polega na zmianie rozmiarów ciał spowodowanej wzrostem temperatury, jeżeli w danym zakresie temperatur nie następują przejścia fazowe. Zwiększonym rozmiarom ciała odpowiada w obrazie mikroskopowym większa średnia odległość między jego atomami. Wzrost średnich odległości międzyatomowych, towarzyszący wzrostowi temperatury ciała, znajduje uzasadnienie w charakterze wzajemnych oddziaływań między atomami tego ciała.
Gdy odległości między sąsiadującymi atomami stają się mniejsze od r0 - zaczynają przeważać siły odpychania, gdy są większe - odwrotnie, tzn. siły przyciągania. W ten sposób r0 jest odległością między atomami, odpowiadającą stanowi równowagi, w jakiej znajdowałyby się atomy wówczas, gdyby nie było ruchu cieplnego zakłócającego równowagę sieci. Ze wzrostem temperatury zwiększa się amplituda drgań poszczególnych atomów. Krzywa przedstawiająca zależność energii potencjalnej od odległości między cząstkami jest asymetryczna, w związku z czym zmiana temperatury a więc i energii powoduje zmianę długości drutu.
T = 0, 05%wartosc + 0, 5
t0 = 0, 05%×21, 9 + 0, 5 = 0, 51
t0 = (21, 9 ± 0, 51)
l0 = (0,875±0,004)m
| Lp. | L0 | ΔL0 | t0 | Δt0 | ΔT | T | ΔL | $$\frac{\mathbf{\text{ΔL}}}{\mathbf{L}_{\mathbf{0}}}$$ |
Δ(ΔL) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| m | m | ⁰C | ⁰C | ⁰C | ⁰C | m [×10-3] | m | ||
| 1. | 0,875 | 0,004 | 21,9 | 0,51 | 7 | 28,9 | 0,13 | 0,00014857 | |
| 2. | 24,4 | 46,3 | 0,36 | 0,00041143 | |||||
| 3. | 49 | 70,9 | 0,71 | 0,00081143 | |||||
| 4. | 63,3 | 85,2 | 0,91 | 0,00104 | |||||
| 5. | 78,6 | 100,5 | 1,15 | 0,00131429 | |||||
| 6. | 95,2 | 117,1 | 1,4 | 0,0016 | |||||
| 7. | 112,4 | 134,3 | 1,66 | 0,00189714 | |||||
| 8. | 129,8 | 151,7 | 1,9 | 0,00217143 | |||||
| 9. | 138,8 | 160,7 | 2,05 | 0,00234286 |
Wartość współczynnika rozszerzalności liniowej jest równa tangensowi kąta nachylenia krzywej na wykresie. Współczynnik z wykresu wyliczony za pomocą funkcji „nachylenie” oraz „tangens” w programie Excel2010. Natomiast współczynnik α i jego niepewność z regresji obliczamy za pomocą funkcji „REGLINP”.
| Z wykresu | Z regresji | $$\frac{\alpha}{\alpha}$$ |
Współczynnik korelacji |
|---|---|---|---|
| α | α=A | Δα=ΔA | |
$$\frac{1}{K}$$ |
$$\frac{1}{K}$$ |
$$\frac{1}{K}$$ |
% |
| 1,67×10-6 | 2×10-5 | 1,3×10-7 | 0,65 |