熱 膨 張 率
(面白いお話)
身近にある熱膨張について
私たちの生活に欠くことのできない公共交通機関に電車があります。電車に乗ると「ガタン、ゴトン」という音がします。あの音は電車が、線路(レ-ル)の上を走ってるため発生するものです。 具体的には、レールとレールの接合部分を電車の車輪が通ることで発生するのです。このレールとレールの接合部分をよく見ると空間があいているのが分かります。
このように、線路の接合部分には、空間を必ずあけています。
電車(車輪)がこのレールの接合部分を通過するとき、「ガタン、ゴトン」という音が発生します。
この空間はどうしてあいているのでしょうか。それが、熱膨張と大きく関係しているのです。 熱膨張率のところで勉強したように、レール(鉄)は熱を加えることで膨張します。レールは絶えず、外気にさらされており、季節による温度変化の影響を受けます。例えば、夏場は暑いのでレールが膨張して延びます。逆に冬場は寒いので、夏場に延びたレールは縮んでしまうのです。
それでは、レールが実際にどの程度伸びるのか計算してみましょう。
(問題)冬場(0℃)の時、30mのレール(鉄)は、夏場(30℃)の時には何cm伸びているでしょうか。
＜答 え＞
参考文献
大塚徳勝著：「そこが知りたい物理学」共立出版(株) 1999年