Γιατί η πλάκα από ανοξείδωτο χάλυβα διαστέλλεται όταν θερμαίνεται;

Πλάκες από ανοξείδωτο χάλυβαδιαστέλλονται όταν θερμαίνονται, κυρίως λόγω του φυσικού φαινομένου της θερμικής διαστολής. Οι συγκεκριμένοι λόγοι είναι οι εξής:

1. Εντατικοποιημένη μοριακή κίνηση: Όταν ηπλάκα από ανοξείδωτο χάλυβαόταν θερμανθεί, τα άτομα ή τα μόρια μέσα στο μέταλλο θα αποκτήσουν περισσότερη θερμική ενέργεια, προκαλώντας την εντατικοποίηση της κίνησής τους. Σύμφωνα με τις αρχές της θερμοδυναμικής, καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η μέση κινητική ενέργεια μεταξύ των μορίων αυξάνεται, γεγονός που προκαλεί την αλλαγή της δύναμης αλληλεπίδρασης μεταξύ των ατόμων, την αύξηση της απόστασης μεταξύ των ατόμων και τη διαστολή του συνολικού όγκου του μετάλλου.

2. Γραμμική θερμική διαστολή: Η θερμική διαστολή του ανοξείδωτου χάλυβα είναι μια διαδικασία γραμμικής διαστολής, δηλαδή το μήκος, η περιοχή και ο όγκος του μετάλλου θα αυξάνονται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Συνήθως, η διαστολή του μετάλλου είναι κατά μήκος του και ο βαθμός διαστολής εξαρτάται από τον συντελεστή θερμικής διαστολής του μετάλλου.

3. Συντελεστής θερμικής διαστολής: Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του ανοξείδωτου χάλυβα είναι μια φυσική ποσότητα που περιγράφει τον βαθμό θερμικής διαστολής του. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες με διαφορετικές συνθέσεις κραμάτων έχουν ελαφρώς διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής, αλλά γενικά, ο συντελεστής θερμικής διαστολής του ανοξείδωτου χάλυβα είναι σχετικά μικρός, αλλά θα εξακολουθήσει να διαστέλλεται σημαντικά σε υψηλές θερμοκρασίες. Συνήθως, ο συντελεστής θερμικής διαστολής του ανοξείδωτου χάλυβα είναι περίπου 10 × 10^-6 /°C, πράγμα που σημαίνει ότι για κάθε αύξηση 1°C, μια πλάκα από ανοξείδωτο χάλυβα μήκους 1 μέτρου θα αυξάνει σε μήκος κατά περίπου 10 μικρά.

4. Αλλαγές στη δομή του πλέγματος: Η δομή του πλέγματος του ανοξείδωτου χάλυβα διαστέλλεται όταν θερμαίνεται. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η κρυσταλλική δομή μέσα στο μέταλλο γίνεται πιο χαλαρή, προκαλώντας διαστολή του συνολικού όγκου του μετάλλου. Αυτή η διαστολή εκδηλώνεται καθώς το μέταλλο γίνεται μεγαλύτερο σε εμφάνιση, ειδικά σε υψηλότερες θερμοκρασίες, όπου το φαινόμενο της διαστολής είναι πιο σημαντικό.

5. Καταπόνηση και παραμόρφωση: Όταν μια πλάκα από ανοξείδωτο χάλυβα θερμαίνεται, εάν υπάρχει κλίση θερμοκρασίας, ο βαθμός διαστολής της επιφάνειας και του εσωτερικού του μετάλλου μπορεί να είναι διαφορετικός, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει πίεση στο εσωτερικό της πλάκας από ανοξείδωτο χάλυβα και μπορεί ακόμη και να προκαλέσει κάμψη ή παραμόρφωση. Ωστόσο, υπό κανονικές συνθήκες, εάν η θέρμανση είναι ομοιόμορφη, η διαστολή είναι ομοιόμορφη.

Περίληψη: Ο κύριος λόγος για την επέκταση τουπλάκες από ανοξείδωτο χάλυβαόταν θερμαίνεται είναι το φαινόμενο της θερμικής διαστολής. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η δόνηση των ατόμων στο εσωτερικό του μετάλλου αυξάνεται, με αποτέλεσμα την αύξηση της απόστασης μεταξύ των ατόμων και τη συνολική διόγκωση του όγκου. Αυτός ο βαθμός διαστολής επηρεάζεται από τον συντελεστή θερμικής διαστολής του υλικού και τη μεταβολή της θερμοκρασίας.