熱震

熱震(Thermal Shock)–發生熱震的真實案例

熱震(Thermal Shock)–發生熱震的真實案例
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

堅硬的岩石含有裂縫,因此針對岩石加熱,之後迅速冷卻,讓裂縫增大,使岩石碎裂,過去埃及開採金礦,就是利用這種方法碎裂堅硬的岩石。而沙漠中的巨大岩石, 白天吸收大量太陽熱輻射,溫度急遽上升,夜晚溫度迅速下降,導致岩石產生熱震,逐漸崩解,若裂縫中存有少量水分,寒冷的夜裡,水結成冰,體積膨脹,進一步 使裂縫加大,可加速岩石的崩解,逐漸形成砂粒。

將冰塊放在溫水中,表面的會因為熱震而破裂,其破裂速度大於冰塊內部。因為當水結成冰時,冰塊體積膨脹,當冰塊外表面接觸溫水,將使冰塊收縮並開始融化,但內部仍維持恆溫不變。這種體積的快速改變,將使不同冰層間產生應力,導致破裂。

熱震

熱震(Thermal Shock)
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

所謂的「熱震」,指的是因為溫度的迅速改變所導致的破裂。玻璃與陶器等物質因為低韌性、較差的熱傳導能力以及較高的熱膨脹係數,更容易受到熱震的影響,降低其效能,但是因為這些材料具有較高的熔點,因此仍使用在許多高溫的環境中。

熱震的發生,是因為物體具有較大的溫度梯度(每個部分溫差較大),造成物體的不同部位膨脹程度不同,造成物體內部的應力或緊張,在某些特定的位置,這些應力超過物體本身的強度,熱震於是發生。如果物體無法阻止破壞的擴散,終將導致物體破裂與結構的損壞。