Zakaj se plošča iz nerjavečega jekla pri segrevanju razširi?

Plošče iz nerjavečega jeklase pri segrevanju razširijo, predvsem zaradi fizikalnega pojava toplotnega raztezanja. Posebni razlogi so naslednji:

1. Okrepljeno molekularno gibanje: Ko seplošča iz nerjavečega jeklase segreje, bodo atomi ali molekule v kovini pridobili več toplotne energije, zaradi česar se bo njihovo gibanje okrepilo. V skladu z načeli termodinamike, ko se temperatura dvigne, se povprečna kinetična energija med molekulami poveča, kar povzroči spremembo interakcijske sile med atomi, povečanje razdalje med atomi in razširitev celotne prostornine kovine.

2. Linearno toplotno raztezanje: Toplotno raztezanje nerjavečega jekla je linearni proces raztezanja, kar pomeni, da se dolžina, površina in prostornina kovine povečujejo s povišanjem temperature. Običajno je raztezanje kovine vzdolž njegove dolžine, stopnja raztezanja pa je odvisna od koeficienta toplotnega raztezanja kovine.

3. Koeficient toplotnega raztezanja: Koeficient toplotnega raztezanja nerjavnega jekla je fizikalna količina, ki opisuje njegovo stopnjo toplotnega raztezanja. Nerjavna jekla z različnimi sestavami zlitin imajo nekoliko različne koeficiente toplotnega raztezanja, vendar je na splošno koeficient toplotnega raztezanja nerjavnega jekla razmeroma majhen, vendar se bo pri visokih temperaturah še vedno znatno razširil. Običajno je koeficient toplotnega raztezanja nerjavečega jekla okoli 10 × 10^-6 /°C, kar pomeni, da se bo za vsak dvig za 1 °C 1 meter dolga plošča iz nerjavečega jekla povečala za približno 10 mikronov.

4. Spremembe mrežne strukture: Mrežasta struktura nerjavnega jekla se pri segrevanju razširi. Ko se temperatura dvigne, postane kristalna struktura znotraj kovine bolj ohlapna, zaradi česar se celotna prostornina kovine razširi. To širjenje se kaže kot kovina, ki postaja večja na videz, zlasti pri višjih temperaturah, kjer je pojav širjenja pomembnejši.

5. Stres in deformacija: Ko se plošča iz nerjavečega jekla segreje, če obstaja temperaturni gradient, je lahko stopnja raztezanja površine in notranjosti kovine različna, kar lahko povzroči napetost znotraj plošče iz nerjavečega jekla in lahko celo povzroči upogibanje ali deformacijo. Vendar pa je v normalnih okoliščinah, če je segrevanje enakomerno, tudi raztezanje enakomerno.

Povzetek: Glavni razlog za širitevplošče iz nerjavečega jeklapri segrevanju je pojav toplotnega raztezanja. Ko se temperatura dvigne, se povečajo vibracije atomov v kovini, kar povzroči povečanje razdalje med atomi in skupno razširitev volumna. Na to stopnjo razteznosti vpliva koeficient toplotnega raztezanja materiala in temperaturna sprememba.