Dilatiĝo, kuntiriĝo ... kaj eksperimento por infana amuziĝo

Inĝenieroj bone konscias la gravecon de dilatiĝo kaj kuntiriĝo, du komplementaj, „parencaj”, fenomenoj, kiuj konstateblas pli-malpli ĉe ajna materialo pro variado de la temperaturo. Stratoj pavimitaj per betono, ekzemple, montras kelkajn fendojn aŭ enhavas kelke da interspacoj plenigitaj per gudro. La celo de tiaj fendoj? Ebligi al betono dilatiĝi dum plej varmaj tagoj, sen provoki la rompiĝon de la pavimo.

Ankaŭ ĉe fervojaj reloj oni antaŭvidas etajn breĉojn pro la sama kialo: se ili estus kuniĝintaj en ununuran grandan pecon, ili kurbiĝus pro la puŝo de dilatado, kaj trajnoj povus elreliĝi. La telegrafaj, telefonaj kaj elektraj kabloj, aliflanke, estas ĉiam malstreĉitaj pro la mala kialo: dum la vintro, pro malvarmo, iliaj materialoj kuntiriĝas, kaj, se la kabloj estus streĉitaj, ili povus dispeciĝi. Fine la ĉeesto de ruloj, sur kiuj baziĝas pontoj, estas pravigata de tio, ke la metalaj partoj de pontoj emas dilatiĝi aŭ kuntiriĝi laŭ la ekstera temperaturo, kaj tio povus kaŭzi damaĝojn al la cetera konstruaĵo.

Ĉarfaristoj

Estas fojoj, tamen, kiam la efiko de dilatiĝo kaj kuntiriĝo povas esti utila. Kiam pasintece ĉarfaristoj konstruis aŭ riparis la lignajn radojn de ĉaroj, ili tre varmigis ferajn radringojn, kiujn ili poste aplikis (kompreneble per rimarkinda peno) al la radoj, pro tio, ke la radringoj estis iom pli malgrandaj ol la radoj mem. Dum la radringoj malvarmiĝis, la materialo, per kiu ili estis konstruitaj, kuntiriĝis: ili tiumaniere pli kaj pli adheris al la radoj.

Termometro

Tre disvastiĝinta kaj konata ilo, kies funkciado ja baziĝas sur la dilatiĝo kaj kuntiriĝo de likvaĵoj pro variado de temperaturo, estas termometro. La hidrarga termometro, ĉiam pli malofta en niaj hejmoj (pro tio, ke en pluraj landoj de Eŭropo ĝi estis jam malpermesita pro la danĝero pri poluado kaj infektado okaze de ĝia eventuala rompiĝo), inkluzivas maldikan vitro-tubeton, kiu finiĝas per ŝvelo nomiĝanta „bulbo”. La hidrargo entenata en la bulbo kaj – parte – en la vitro-tubeto dilatiĝas pro la varmo kaj supreniras ene de la tubeto. Malvarmo, male, igas ĝin kuntiriĝi kaj sekve malsupreniri.

Gradigita skalo kompletigas termometron kaj ebligas kontroli temperaturon. Ekzistas plurspecaj termometroj, inter kiuj la tiel nomata klinika termometro, uzata por mezuri la enan temperaturon de onia korpo (kvankam, kiel dirite, nuntempe oni uzas ĉiam pli ofte ciferecajn modelojn), kaj aliaj termometroj, kiuj kapablas registri la plej altan kaj la plej malaltan temperaturojn ene de unuopa tago.

Eksperimento

Simpla, sed interesa, eksperimento, kiun ĉiu povos fari en sia hejmo por klarigi tiun fenomenon al etuloj scivolaj (kiaj ĉi-lastaj ĉiam estas), estas la jena. Oni havigu al si iom da ferdrato, unu grandan ŝraŭbon kun cilindra (rondforma) „kapo”, unu gasfornelon aŭ alispecan fonton de varmo kaj pinĉileton. Oni unue ĉirkaŭvolvu per ferdrato la kapon de la ŝraŭbo, kiel eble plej streĉe, estigante feran ringon ĉirkaŭ ĝi. Due, oni eltiru la ŝraŭbon kaj varmigu ĝin pere de fornelo (oni kompreneble helpu sin per pinĉileto por ne brulvundiĝi). Post tri minutoj oni malproksimigu la ŝraŭbon el la fajro kaj klopodu igi ĝin pasi enen de la ringo. Fine, oni samtempe varmigu la ŝraŭbon kaj la ringon mem kaj poste reprovu enmeti unu en la alian.

Volumeno

Oni vidos, ke post la unua fazo de la eksperimento la ferdrata ringo estas tro malgranda, por ke pasu en ĝin la (varmigita) ŝraŭbo. Sed, se oni varmigas ambaŭ objektojn, la ringo refoje sukcesos volviĝi ĉirkaŭ la ŝraŭbon. La kialo estas, ke, kiam ni varmigas objekton, ĝi dilatiĝas, tio estas akiras plian volumenon. Komence la ŝraŭbo pligrandiĝis pro la varmo, dum la ringo, restante malvarma, konservis sian komencan diametron. Tamen, kiam oni varmigis ankaŭ la ringon, ĝi mem dilatiĝis kaj iĝis iom pli granda ol la ŝraŭbo, kiun ĝi ree envolvis.