Pourquoi la plaque en acier inoxydable se dilate-t-elle lorsqu'elle est chauffée ?

Plaques en acier inoxydablese dilater lorsqu'il est chauffé, principalement en raison du phénomène physique de dilatation thermique. Les raisons spécifiques sont les suivantes :

1. Mouvement moléculaire intensifié : lorsque leplaque en acier inoxydableest chauffé, les atomes ou les molécules à l’intérieur du métal gagneront plus d’énergie thermique, provoquant une intensification de leur mouvement. Selon les principes de la thermodynamique, à mesure que la température augmente, l'énergie cinétique moyenne entre les molécules augmente, ce qui entraîne une modification de la force d'interaction entre les atomes, une augmentation de la distance entre les atomes et une expansion du volume global du métal.

2. Expansion thermique linéaire : La dilatation thermique de l’acier inoxydable est un processus d’expansion linéaire, c’est-à-dire que la longueur, la surface et le volume du métal augmenteront avec l’augmentation de la température. Habituellement, la dilatation du métal se fait sur sa longueur et le degré de dilatation dépend du coefficient de dilatation thermique du métal.

3. Coefficient de dilatation thermique : Le coefficient de dilatation thermique de l’acier inoxydable est une grandeur physique qui décrit son degré de dilatation thermique. Les aciers inoxydables avec différentes compositions d'alliages ont des coefficients de dilatation thermique légèrement différents, mais d'une manière générale, le coefficient de dilatation thermique de l'acier inoxydable est relativement faible, mais il se dilatera toujours de manière significative à des températures élevées. Généralement, le coefficient de dilatation thermique de l'acier inoxydable est d'environ 10 × 10^-6 /°C, ce qui signifie que pour chaque augmentation de 1°C, une plaque d'acier inoxydable d'un mètre de long augmentera en longueur d'environ 10 microns.

4. Modifications de la structure du treillis : La structure du treillis de l'acier inoxydable se dilate lorsqu'elle est chauffée. Lorsque la température augmente, la structure cristalline à l’intérieur du métal se relâche, provoquant une expansion du volume global du métal. Cette expansion se manifeste par un aspect plus gros du métal, en particulier à des températures plus élevées, où le phénomène d'expansion est plus important.

5. Contrainte et déformation : Lorsqu'une plaque d'acier inoxydable est chauffée, s'il y a un gradient de température, le degré d'expansion de la surface et de l'intérieur du métal peut être différent, ce qui peut provoquer une contrainte à l'intérieur de la plaque d'acier inoxydable et même provoquer une flexion ou une déformation. Cependant, dans des circonstances normales, si le chauffage est uniforme, la dilatation est uniforme.

Résumé : La principale raison de l’expansion deplaques en acier inoxydablelorsqu'il est chauffé, il y a un phénomène de dilatation thermique. Lorsque la température augmente, la vibration des atomes à l’intérieur du métal augmente, entraînant une augmentation de la distance entre les atomes et une expansion globale du volume. Ce degré de dilatation est affecté par le coefficient de dilatation thermique du matériau et le changement de température.