Lämpölaajeneminen

- Lämpötila on rakenneosasten liikettä

- Mitä enemmän rakenneosaset liikkuvat, sitä enemmän ne vievät tilaa eli aine laajenee. (Huom. vesi)

- Lämpölaajenemiseen vaikuttaa

Pituuden lämpölaajeneminen

Δl = α·l₀·ΔT

Δl = pituuden muutos, [Δl] = m

α = pituuden lämpötilakerroin, [α] = 1/K

l₀= pituus alussa, [l₀] = m

ΔT = lämpötilan muutos = [ΔT] = K

Pinta-alan lämpölaajeneminen

ΔA = β·A₀·ΔT

ΔA = pinta-alan muutos, [ΔA] = m²

β = pinta-alan lämpötilakerroin, [β] = 1/K

A₀= pinta-ala alussa, [A₀] = m²

ΔT = lämpötilan muutos = [ΔT] = K

Tilavuuden lämpölaajeneminen

ΔV = α·V₀·ΔT

ΔV = tilavuuden muutos, [ΔV] = m³

γ = tilavuuden lämpötilakerroin, [γ] = 1/K

V₀= tilavuus alussa, [V₀] = m³

ΔT = lämpötilan muutos = [ΔT] = K

- Esimerkkejä

- Yle Areena

Tehtävät

1) Laske paljonko ohut 20 m kupariputki laajenee talven jälkeen kesällä, kun lämpötila kesällä on 20 °C ja talvella -20 °C?

Opetussuunnitelman mukaisesti:

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

osaa käyttää ja soveltaa lämpöilmiöiden käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä
osaa tutkia aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä
syventää ymmärrystään energiasta fysiikan keskeisenä käsitteenä
kehittää valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan päätöksentekoon.

Keskeiset sisällöt ^(*

fysiikan merkitys energiantuotannon⁽¹ ratkaisuissa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa
lämpö ja lämpötila⁽⁴
kaasujen tilanmuutokset⁽⁹, lämpölaajeneminen⁽⁷ ja paine⁽⁸
kappaleiden lämpeneminen, jäähtyminen, olomuodon muutokset⁽⁵ ja lämpöenergia⁽⁶
mekaaninen työ, teho ja hyötysuhde⁽³
energian säilyminen⁽² lämpöopissa ja lämmön siirtymissuunta
tutkimuksen tai ongelmanratkaisun⁽¹⁰ ideointia ja suunnittelua

* Yläindeksinumerointi viittaa tämän kurssisuunnitelman numerointiin

Lähde: Lukion opetussuunnitelman perusteet 2015