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趣味物理学
1.8.1 6.1 十月铁路全长是多少
6.1 十月铁路全长是多少

许多人曾问过这个问题:“十月铁路全长有多少?”可有人的回答有点儿奇怪:“铁路的平均全长是640千米,但夏天比冬天要长300米。”

这个答案听起来让人有点儿丈二和尚摸不着头脑,然而就事实而言,它才是真正合理的回答。如果我们把钢轨紧密接合的长度当作铁路的全长的话,那么十月铁路在夏天的长度的确会比在冬天时的长。我们要清楚记住,钢轨会随温度的变化而热胀冷缩,每当温度升高1℃时,钢轨平均要伸长原长的十万分之一。一般在酷热的夏天,钢轨的温度能达到30~40℃,有时还会更高;而在寒冷的冬天呢,气温则降至零下25℃甚至更低。我们暂且取一个相对保守的数值,将夏天与冬天的温差设定为55℃。从莫斯科到圣彼得堡的十月铁路平均全长为640千米,这个数值乘以上0.000 01后再乘55,就可以得出这条铁路要伸长约千米!如此算来,十月铁路在夏天要比在冬天长出千米,也就是300米左右了。

图6-1 极其炎热的天气下,电车的铁轨因膨胀弯曲了

不过大家不要误解,我们这所说的铁轨伸长了,并不代表这两个城市的距离也随着增加了300米。这是两回事。我们知道,铁路上的钢轨并不是紧密连在一起的,每两根钢轨相接处总会留下一定的缝隙[1],这个缝隙就是特意为钢轨的受热膨胀而预留的。通过数学计算可知,钢轨受热膨胀增加的长度可由这些缝隙来分配。因而,钢轨在夏天极其炎热的日子的长度要比寒冷的冬天长300多米。所以我们可以说,十月铁路夏天要比冬天长300米。