你听说过“十月”(一条铁路线的名称)铁路吗?你知道它有多长吗?在被问到这个问题时,有人给出了这样的答案:“十月铁路的平均长度为640千米,夏天比冬天长300多米。”
这个答案是不是让你也感到意外?其实,这确实是最精确的标准答案。我们知道,铁路都是由钢轨铺设而成的,而钢轨会热胀冷缩,所以在夏天的时候,它的长度确实长一些。随着温度每升高1℃,钢轨平均伸长的长度大概是其本身长度的十万分之一。可别小瞧这十万分之一。在酷热的夏天,钢轨的温度可能达到30℃~40℃,甚至更高。在这样的温度下,如果用手摸钢轨,很可能会把你的手烫伤。而在冬天,钢轨的温度可能会下降到零下25℃左右。这里,我们姑且把夏天和冬天的钢轨温差记为55℃。钢轨的全长是640千米,这样我们就可以非常容易地计算出,钢轨在夏天比冬天长300多米:
640×0.00001×55×1000=352(米)
也就是说,从莫斯科到圣彼得堡之间的十月铁路,夏天比冬天长了300多米。
你可不要以为这两个城市之间的距离变化了,我们说的是钢轨的总长度。这不是一个概念。这也就是为什么钢轨在铺设的时候,在两根钢轨之间一定要留出一定的空隙,就是因为钢轨遇热会膨胀,所以要留出余地。通过学习数学知识,我们知道,夏天比冬天长出的这300多米是平均分布在钢轨之间的空隙里。所以,我们可以这样说,十月铁路钢轨的总长度,在夏天比冬天长300多米。
我们假设一根钢轨的长度是8米,那在0℃的时候,这个间隙要留出6毫米。这样,在温度达到65℃的时候,间隙正好可以胀满。但是,电车在铺设钢轨的时候,由于受到技术条件的制约,无法留出间隙。多亏电车钢轨一般都是埋在地里,温度的变化不会很大。还有一点,电车钢轨由于在地里,也不会轻易被挤压到弯曲。但是如果天气非常热,电车钢轨还是会胀弯的。如图所示,这是照着一张照片画出来的一段电车钢轨,明显是弯的。这种现象,有时候也发生在铁路上,尤其是在斜坡上的钢轨,列车巨大的重力和冲击力,经常会带着轮子下面的钢轨向前进,无形中就把钢轨之间的空隙给带没了,有时候甚至连枕木也带着向前动,所以就使得两根钢轨接起来了。
图 电车轨道变弯了。