十万个为什么
为什么火车的钢轨隔一段距离就留有一点空隙
《为什么火车的钢轨隔一段距离就留有一点空隙?》,全文约 666 字,收录于万象书斋「十万个为什么」栏目。
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经常坐火车的人都知道,每隔一段很短的时间就可以听到“咯噔”一声响,在全部旅程中,“咯噔”声不断地响,催人欲眠,而每一声“咯噔”响起的时候,你还可能感觉到车体有一点轻微的颠簸。靠近钢轨细细的观察,会发现每隔10余米,两截钢轨之间就可能留有一点空隙。那么,为什么钢轨间要留一点空隙呢?
原来,这样做是解决钢轨的热胀冷缩问题。
在一般的情况下,不同物体在外界温度变化时会产生热胀冷缩的现象,即随着温度升高,体积就增大,温度降低,体积就缩小(但也有例外,比如水结冰以后,体积反而会增大,压力等条件变化,物体体积变化的情形也会有所不同)。在一定的温度下,钢轨的长度是不变的,可是当温度发生变化时,它的长、宽、高都会随着变化。假如安装时钢轨之间严丝合缝,确实可以减少列车通过时使人讨厌的“咯噔”声和颠簸,可是,因为热胀冷缩现象的存在,夏天的天气炎热时,钢轨长度就增大,没有预留缝隙的钢轨只有向上隆起,但很明显这样对行车安全不利。为了避免这种现象的发生,就必须在钢轨之间预留缝隙。
钢轨间的缝隙归根到底应该留多大适当呢?为了行车的安全,轨缝一般不可以超过1毫米,由实验推测:钢轨温度每变化1℃,每一米钢轨就可以伸缩0.000 011米。在中国,南方跟北方的铁路线上,冬夏之间的气温一般可相差80℃左右,根据固体线的膨胀关系计算下来,每一段钢轨的长度以125米为合适。
当然,为了提高行车的速度,保证行车的安全,也为了消除那些讨厌的“咯噔”声和颠簸,假如钢轨之间没有缝隙当然就更好了。在炼钢时候,想办法改变钢材的性质,减少钢材的热膨胀系数,就可以大大的消除钢轨的热胀冷缩现象,这样的钢轨长度就可以加工比较长,减少预留缝隙。现实的高速铁路钢轨每一段都很长,铁路上预留的缝隙比较少,在这样的铁路上旅行,旅客就会觉得更加舒服。
基本信息
| 字数 | 666 字 |
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