التمدد الحراري<br /><br />التمدد الحراري هو ظاهرة فيزيائية تحدث عندما يزداد حجم المادة نتيجة لارتفاع درجة حرارتها. ويُعتبر من الظواهر المهمة التي تؤثر في حياتنا اليومية والعلوم التطبيقية والهندسة.<br /><br />كيف يحدث التمدد الحراري؟<br /><br />عندما تُسخّن مادة ما، تزداد طاقة حركة الجسيمات التي تتكون منها، فتتحرك بشكل أسرع وتتباعد عن بعضها، مما يؤدي إلى زيادة حجم المادة. هذا التغير في الحجم قد يكون طوليًا (مثل تمدد قضيب معدني)، أو حجميًا (مثل تمدد الهواء أو الماء).<br /><br />أنواع التمدد الحراري:<br /><br />1. التمدد الطولي: يحدث في الأجسام الصلبة، مثل تمدد قضيب معدني عند تسخينه.<br /><br /><br />2. التمدد السطحي: يحدث في المساحات، مثل تمدد صفيحة معدنية.<br /><br /><br />3. التمدد الحجمي: يحدث في السوائل والغازات، مثل تمدد الهواء داخل بالون عند تسخينه.<br /><br /><br /><br />أمثلة من الحياة اليومية:<br /><br />تمدد قضبان السكك الحديدية في الصيف، لذلك تُترك فراغات صغيرة بينها.<br /><br />تمدد إطارات السيارات بفعل حرارة الشمس.<br /><br />تمدد السوائل في الترمومتر الزئبقي لقياس درجة الحرارة.<br /><br />تمدد الجسور المعدنية، لذلك توضع مفاصل خاصة تُعرف بـ "مفاصل التمدد".<br /><br /><br />تطبيقات هندسية:<br /><br />المهندسون يأخذون التمدد الحراري في الحسبان عند تصميم المباني، والطرق، وخطوط الأنابيب، والجسور، وذلك لمنع التشققات أو الانهيار بسبب تغيرات الحرارة.<br /><br />الصيغة الرياضية للتمدد الطولي:<br /><br />\Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T<br /><br />: التغير في الطول<br /><br />: الطول الأصلي<br /><br />: معامل التمدد الطولي للمادة<br /><br />: التغير في درجة الحرارة<br /><br /><br /><br />---<br /><br />الخلاصة:<br /><br />التمدد الحراري ظاهرة أساسية ومؤثرة في كثير من التطبيقات، ويجب فهمها جيدًا لتفادي المشكلات الناتجة عنها، وللاستفادة منها في الأجهزة والتقنيات الحديثة.<br /><br />جامعة المستقبل الأولى على الجامعات الأهلية