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Dilatation thermique

La dilatation thermique est causée par le chauffage des solides, des liquides ou des gaz, ce qui fait que les particules se déplacent plus rapidement ou vibrent davantage (pour les solides). Cela signifie que les particules prennent plus d’espace et donc que la substance se dilate.

Certains effets quotidiens de la dilatation thermique sont utiles, mais certains sont tout simplement gênants. Voici cinq exemples :

1) Si vous avez déjà essayé de dévisser un couvercle coincé d’un bocal en verre, vous apprécierez cet effet de dilatation. Il suffit de faire couler de l’eau chaude sur le couvercle métallique pendant quelques secondes pour le chauffer. Cela fera se dilater légèrement le couvercle et il devrait alors être plus facile à dévisser.

2) Les ponts ont une longue portée et par temps chaud, les matériaux dont est fait le pont vont se dilater. Cela pourrait provoquer le flambage des  » sections  » de la travée du pont.
Pour éviter cela, des joints de dilatation sont conçus dans le pont afin que les sections du pont puissent se dilater librement sans flambage.

3) Un liquide, lorsqu’il est chauffé, se dilate et peut être amené à monter dans un tube. Les thermomètres utilisent l’expansion d’un liquide comme le mercure ou l’alcool pour mesurer la température à l’aide d’une échelle calibrée.

4) Les câbles qui sont suspendus entre les pylônes électriques doivent avoir du mou. Ceci afin d’éviter que les câbles ne deviennent trop serrés et ne se cassent par temps froid lorsque le matériau du câble se contracte.
On peut parfois voir ces câbles s’affaisser par temps chaud.

5) Une bande bimétallique comporte deux bandes de métal collées ensemble. L’un de ces métaux se dilate plus pour chaque degré d’augmentation de la température que l’autre. Cela fait que la bande bimétallique se courbe lorsqu’elle est chauffée.
Ce mouvement peut agir comme un interrupteur électrique en connectant un circuit, par exemple pour allumer un ventilateur, si la température de la pièce devient trop chaude.

Autres exemples de dilatation thermique :
– L’air dans un pneu de voiture se réchauffe après un long voyage et cela augmente sa pression.
– Les lignes de chemin de fer nécessitent des espaces de dilatation (similaires aux ponts) pour éviter de se déformer par temps chaud.

Les mots-clés duGCSE Physique : Dilatation thermique, chaleur

Synthèse du cours

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