Επιφανειακή διαστολή στερεών. επιφανειακή διαστολή

Σε θερμοδυναμικές μελέτες, είδαμε ότι η θερμική διαστολή δεν είναι τίποτα περισσότερο από την αύξηση των διαστάσεων ενός σώματος όταν υπάρχει αύξηση της θερμοκρασίας. Μπορούμε να πούμε ότι αυτό συμβαίνει με σχεδόν όλα τα υλικά σε στερεά, υγρή ή αέρια κατάσταση. Με βάση τη γραμμική διαστολή, όπου μπορούμε να υπολογίσουμε την αύξηση του μεγέθους ενός σώματος σε μία μόνο διάσταση, θα δούμε πώς να υπολογίσουμε το διαστολή επιφάνειας, δηλαδή, η αύξηση της επιφάνειας του όταν το σώμα θερμαίνεται.

Επιφανειακή διαστολή στερεών

Ας δούμε ένα μεταλλικό φύλλο (σχήμα παραπάνω) του οποίου οι διαστάσεις, σε θερμοκρασία Τ₀, είναι: πλάτος L₀ και ύψος L₀. Έτσι, η περιοχή σας είναι: Α₀ = Λ₀². Τώρα, αν θερμάνουμε αυτό το πιάτο σε θερμοκρασία T, μεγαλύτερη από την αρχική θερμοκρασία, θα το δούμε η πλάκα θα επεκταθεί, έχοντας μεγαλύτερη επιφάνεια (Α) από την αρχική περιοχή, όπως φαίνεται στο σχήμα βελάζω.

Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)

Σύμφωνα με το παραπάνω σχήμα, βλέπουμε ότι η μεταλλική πλάκα, αφού θερμάνθηκε, είχε αυξήσει τις διαστάσεις της, δηλαδή σημειώθηκε αύξηση στην περιοχή της. Για τον υπολογισμό της αύξησης της έκτασης (ΔΑ = Α - Α

₀), όταν το λαμαρίνα υποβάλλεται σε μεταβολή θερμοκρασίας (ΔT = T - T₀), χρησιμοποιούμε μια εξίσωση παρόμοια με την εξίσωση που παρέχει γραμμική επέκταση, οπότε έχουμε:

ΔΑ = Α₀ .β .ΔΤ ή Α = Α₀ (1+ β. ΔΤ)

Οπου Ο₀ είναι η αρχική περιοχή της πλάκας, β είναι ο συντελεστής επιφανειακής διαστολής του φύλλου και ΔΤ είναι η διακύμανση της θερμοκρασίας του λαμαρίνα. Πρέπει να το θυμόμαστε αυτό β = 2.α. Στο SI οι μονάδες είναι m², K^-1 και Κ. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι, αν και ο Kelvin είναι η υιοθετημένη μονάδα SI, οι ° C είναι πιο συνηθισμένοι^-1 και τους ° C.

Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική

Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:

SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Επιφανειακή διαστολή στερεών". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.