تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
التأثيرات الحرارية على الأطوال
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص572
2025-09-04
56
لماذا تُشَيَّد معظم الجسور على هيئة أقسام تفصل بينها فراغات قصيرة؟ لماذا شُيِّدت خطوط السكك الحديدية القديمة باستخدام قضبان ذات أطوال قصيرة بينها فراغات متوسطة الطول؟ كانت تصدر عن هذه السكك الحديدية أصوات صلصلة صاخبة مزعجة؛ وذلك لأن عجلات القطار كانت تصطدم بهذه الفراغات ثم تهتز، فتهزُّ الركاب وتولّد هذا الصوت. لماذا توجد تلك الفراغات في خطوط السكك الحديدية الحديثة؟
الجواب: تتمدد معظم المواد المستخدمة في بناء الجسور بفعل الحرارة وتنكمش بالبرودة. وإذا كانت تلك المواد معرّضة إلى اختلافات كبيرة في درجة الحرارة على مدار العام، فلا بد أن يُؤخذ تغير طولها في الاعتبار في مرحلة البناء، وإلا فسيؤدي التمدد إلى الانثناء.
شُيدت خطوط السكك الحديدية في الأصل باستخدام قضبان ذات أطوال قصيرة وفراغات متوسطة الطول كي تسمح بهذا التمدد. أما خطوط السكك الحديدية الحديثة فلا توجد بها فراغات تقريبًا لتسمح بهذا التمدد؛ إذ إنها تكون عبارة عن «قضبان ملحومة مثبتة». وهي مثبتة بشكل آمن على الروافد الخشبية العرضية بإحكام؛ بحيث يصبح حدوث الانثناء نادرا. عادةً ما تكون السكك الحديدية في وضعها الطبيعي عندما تكون درجات الحرارة معتدلة.
عندما يبدأ النفط الساخن بالتدفق عبر خط أنابيب النفط بطول قاع المحيط، قد يتعرض خط الأنابيب للانثناء نتيجة التمدد الحراري؛ وذلك لأنه غير مثبت في مكانه. لن يمثل الانثناء مشكلة على الأرجح، إلا إذا كان شديدًا.
عندما صُنعت الطائرة الكونكورد، كان تصميمها يسمح بالتمدد الحراري لجسم الطائرة أثناء الطيران فوق سرعة الصوت نتيجة التسخين الاحتكاكي الذي يتسبب فيه الهواء المتدفق حول الطائرة. كانت درجة الحرارة ترتفع إلى 128 درجة مئوية تقريبًا عند مقدمة الطائرة، وإلى 90 درجة مئوية تقريبًا عند الذيل، وكانت نوافذ الكابينة دافئة بشكل ملحوظ عند اللمس، كما كان طول جسم الطائرة يتمدد بنحو 12,5 سنتيمترًا. صُممت مواد طب الأسنان المستخدمة في حشو التجاويف الناتجة عن تسوس الأسنان، وفي تصنيع تيجان الضروس، بعناية؛ بحيث يتطابق تمددها الحراري وتقلصها مع الضرس المجاور، وإلا فسيصبح تناول المثلجات ثم شرب الكاكاو الساخن تجربة لا تنسى أبدًا.
أنت عوامل عديدة إلى انقطاع التيار الكهربي على نطاق واسع، خَلَّف 50 مليون مواطن أمريكي وكندي بدون كهرباء في أغسطس عام 2003، ولكن أبلغ عن حالة غريبة تحديدًا تخص أحد كبلات نقل الطاقة في ولاية أوهايو كان التيار الذي ينتقل عبر الكبل عاليًا في ذلك اليوم؛ مما أدى إلى ارتفاع معدل التسخين داخله عن المعتاد. ومع ارتفاع درجة حرارة الكبل، زادت أيضًا أطواله الواقعة بين كل نقطتي دعم؛ وهكذا بدأت أجزاؤه في التدلي. تدلى أحد أجزاء الكبل حتى اقترب بما يكفي من إحدى الأشجار، فأشعلت شراراته الشجرة وصولًا إلى الأرض. قضى هذا الأمر على قدرة الكبل على حمل التيار، ويبدو أن فقدانه قد ساهم في عدم استقرار منظومة شبكة الطاقة؛ ما أدى إلى إيقاف المنظومة عن العمل.
الاكثر قراءة في الديناميكا الحرارية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
