Pengembangan terma

Pengembangan terma (bahasa Inggeris: thermal expansioncode: en is deprecated ^[1]) adalah kecenderungan jirim berubah dari segi bentuk, keluasan dan isipadu sebagai tindak balas jirim tersebut kepada perubahan suhu.^[2]

Gambaran

Faktor yang mempengaruhi pengembangan haba

Bahan pepejal cenderung mengekalkan bentuknya ketika menjalani pengembangan terma tidak sepeti gas atau cecair..

Pengembangan terma secara umumnya berkurangan dengan peningkatan ikatan tenaga yang juga memberi kesan kepada titik lebur pepejal, oleh itu, bahan yang mempunyai titik lebur yang tinggi lebih cenderung mengembang pada kadar yang rendah. Secara keseluruhannya, cecair mengembang sedikit daripada pepejal. Pengembangan terma kaca lebih tinggi jika dibandingkan dengan kristal.^[3] Pada suhu peralihan kaca suhu, penyusunan semula yang berlaku dalam sesuatu bahan amorfik boleh membawa kepada ciri-ciri ketidaksinambungan atau ketidakselanjaran (discontinuity) pekali atau koefisien pengembangan terma dan haba khusus. Ketidaksinambungan ini membenarkan suhu peralihan kaca dikesan di mana cecair yang disejukkan dengan melampaunya berubah menjadi kaca.^[4]

Penyerapan atau penyahserapan air (atau pelarut lain) boleh menukar saiz banyak bahan-bahan biasa; banyak bahan-bahan organik lebih berubah saiznya disebabkan kesan ini berbanding daripada pengembangan terma. Plastik biasa yang terdedah kepada air boleh mengembangkan seberapa banyak kali dari bentuk asalnya dalam suatu jangka masa yang panjang.

Contoh dan aplikasi

Landasan kereta api yang memintal akibat pengembangan terma ketika suhu persekitaran yang panas pada waktu siang

Pengembangan dan pengecutan bahan mesti dipertimbangkan apabila mereka bentuk struktur besar, menggunakan pita atau rantai pengukur untuk mengukur jarak untuk tujuan tinjauan tanah, ketika mereka bentuk acuan untuk penuangan bahan panas, dan aplikasi kejuruteraan lain yang mengira perubahan besar dalam dimensi akibat suhu.

Pengembangan yang disebabkan haba perlu diambil kira dalam bidang kejuruteraan. Antara contoh-contoh pertimbangan ini:

Tingkap berbingkai logam dipasangkan dengan sesendal getah
Tayar getah
Paip pemanas air panas logam tidak boleh digunakan dalam bentuk lurus memanjang
Struktur besar seperti landasan kereta api dan jambatan perlu sambungan pengembangan pada struktur untuk mengelakkan pintalan suria (sun kink)
Enjin kereta sejuk mempunyai prestasi yang lemah kerana bahagian-bagaian dalam enjin mempunyai jarak besar yang tidak cekap sehingga suhu operasi normal dicapai.
Pendulum kekisi besi (gridiron pendulum) menggunakan susan logam yang berbeza untuk mengekalkan panjang pendulum yang lebih stabil suhu.
Kabel elektrik yang tampak mengendur pada hari yang panas namun mengetat pada hari yang dingin. Hal ini kerana logam mengembang di bawah haba.
Sambungan pengembangan yang menyerap pengembangan terma dalam sistem paip.^[5]
Kejuruteraan yang tepat hampir selalunya memerlukan jurutera mengambil perhatian terhadap pengembangan terma sesuatu produk. Dalam penggunaan mikroskop elektron pengimbas misalnya, perubahan suhu sekecil 1 darjah sekalipunp boleh menyebabkan kedudukan sampel berubah kedudukannya yang relatif kepada titik umpuan pencerap.

Jangka suhu atau termometer juga menggunakan prinsip pengembangan terma ini – kebanyakan alat ini mengandungi cecair (biasanya raksa atau alkohol) yang dikekang mengalir dalam satu arah (sepanjang tiub) disebabkan oleh perubahan dalam isipadu yang dibawa oleh perubahan suhu. Termometer mekanikal dwilogam menggunakan jalur dwilogam yang membengkok disebabkan oleh pengembangan haba dua logam berbeza.

Rujukan

^ "'thermal expansion' - Istilah Malaysia". Pusat Rujukan Persuratan Melayu. Dewan Bahasa dan Pustaka. Dicapai pada 14 Januari 2018. Cite has empty unknown parameter: |dead-url= (bantuan)
^ Tipler, Paul A.; Mosca, Gene (2008). Physics for Scientists and Engineers - Volume 1 Mechanics/Oscillations and Waves/Thermodynamics. New York, NY: Worth Publishers. m/s. 666–670. ISBN 1-4292-0132-0.
^ Varshneya, A. K. (2006). Fundamentals of inorganic glasses. Sheffield: Society of Glass Technology. ISBN 0-12-714970-8.
^ Ojovan, M. I. (2008). "Configurons: thermodynamic parameters and symmetry changes at glass transition". Entropy. 10 (3): 334–364. Bibcode:2008Entrp..10..334O. doi:10.3390/e10030334.
^ Lateral, Angular and Combined Movements U.S. Bellows.

[1] "'thermal expansion' - Istilah Malaysia". Pusat Rujukan Persuratan Melayu. Dewan Bahasa dan Pustaka. Dicapai pada 14 Januari 2018. Cite has empty unknown parameter: |dead-url= (bantuan)

[Tipler-2] Tipler, Paul A.; Mosca, Gene (2008). Physics for Scientists and Engineers - Volume 1 Mechanics/Oscillations and Waves/Thermodynamics. New York, NY: Worth Publishers. m/s. 666–670. ISBN 1-4292-0132-0.

[3] Varshneya, A. K. (2006). Fundamentals of inorganic glasses. Sheffield: Society of Glass Technology. ISBN 0-12-714970-8.

[4] Ojovan, M. I. (2008). "Configurons: thermodynamic parameters and symmetry changes at glass transition". Entropy. 10 (3): 334–364. Bibcode:2008Entrp..10..334O. doi:10.3390/e10030334.

[5] Lateral, Angular and Combined Movements U.S. Bellows.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]