Мобильная версия пока недоступна

Теперь представьте себе десятикилометровый отрезок железной дороги и перепад температуры между летом и зимой на \(50\unit{\degree {\text{C}}}\). Микроскопические удлинения рельсов сложатся и в общей сложности они станут длиннее на \(6\unit{{\text{м}}}\)! А куда, спрашивается, эти шесть дополнительных метров рельсов девать?

И это не гипотетическая задача из скучного учебника, а весьма реальная проблема, возникающая при прокладке рельсов, проводов, трубопроводов и других длинных коммуникаций. Если не предусмотреть способа борьбы с тепловым расширением, уложить рельсы зимой и дождаться лета — произойдёт выброс путей: удлинившиеся на жаре рельсы не найдут другого выхода и с колосальной силой вырвутся со своих мест, разрушая участок железной дороги. Если вовремя не заметить выброс и пустить по такому пути поезд — дело может закончиться трагедией. Классическим способом борьбы с таким явлением на железной дороге является оставление небольших зазоров между двумя ближайшими рельсами, что позволяет им свободно расширяться, заполняя эти зазоры. Зазоры не являются отверстиями в самих рельсах, а расположены между ними, поэтому при расширении рельсов они не расширяются как отверстие в нагреваемом кольце, а сужаются за счёт удлинения рельсов.

Решение не идеальное: поезда, наезжая на эти зазоры, издают характерный стук, который ведёт к износу поезда и уменьшает комфорт пассажиров. По этой причине сегодня всё чаще используют специальные бесстыковые пути. На них такого зазора нет, но их укладка требует особой внимательности, более надёжных креплений и контроля температуры. Она почти никогда не производится зимой, а если уж приходится — рельсы предварительно разогревают и растягивают специальными устройствам. Если уложить путь в жару — он, конечно, попытается сжаться при охлаждении, но сталь достаточно прочна на разрыв, чтобы выдержать эту силу при правильной сварке рельсов и их надёжном креплении к шпалам. А вот удержать рельс от выброса при расширении практически невозможно.

На трубопроводе стык оставить, конечно, нельзя: от дырявой трубы никакого толку. Поэтому в этом случае обычно используются специальным образом изогнутые участки, которые при нагревании деформируются как гармошка, но сохраняют свою целостность. Также используются специальные участки трубы из гибкого или сложенного "гармошкой" материала, способные сжиматься и расширяться без разрушений.