রেললাইনের ফাঁক ও তাপীয় প্রসারণ

তাপ প্রয়োগে কঠিন পদার্থের দৈর্ঘ্য, ক্ষেত্রফল ও আয়তন বৃদ্ধি পায়। কঠিন পদার্থের দৈর্ঘ্য প্রসারণ ΔL = αL₀ΔT, যেখানে α হলো উপাদানের দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগ, L₀ আদি দৈর্ঘ্য এবং ΔT হলো তাপমাত্রার বৃদ্ধি। ইস্পাতের α = ১১ × ১০⁻⁶ K⁻¹। ১২ m দৈর্ঘ্যের একটি রেললাইন ৪৫ K উত্তপ্ত হলে দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায় প্রায় ৫.৯৪ mm (প্রায় ৬ mm)। যদি দুটি পাতের মাঝে এই ফাঁক না রাখা হতো, তবে প্রচণ্ড তাপে প্রসারিত রেললাইন বেঁকে গিয়ে মারাত্মক ট্রেন দুর্ঘটনা ঘটত। ক্ষেত্র প্রসারণ সহগ দৈর্ঘ্যের দ্বিগুণ (β = ২α) এবং আয়তন প্রসারণ সহগ তিনগুণ (γ = ৩α)। যমুনা সেতু ও পদ্মা সেতুর গার্ডারের মাঝে খাঁজকাটা এক্সপানশন জয়েন্ট রাখা হয় এবং বৈদ্যুতিক সঞ্চালন তার কিছুটা ঝুলিয়ে টানা হয় যাতে শীতকালে সংকুচিত হয়ে ছিঁড়ে না যায়।

অনেকের ধারণা কঠিন ধাতু তাপে প্রসারিত হয় না। ধাতুগুলোর প্রসারণ সহগ ছোট (১০⁻⁶ ক্রমের) হলেও ১২ মিটারের মতো লম্বা পাতে প্রায় ৬ mm প্রসারণ ঘটে, যা রেললাইন বাঁকিয়ে ফেলার জন্য যথেষ্ট। আবার অনেকে মনে করে প্রসারণ শুধু তাপমাত্রার পার্থক্যের ওপর নির্ভর করে। কিন্তু সমীকরণ বলে প্রসারণ আদি দৈর্ঘ্যেরও সমানুপাতিক: রেল যত লম্বা হবে, ফাঁক তত বেশি রাখতে হবে।