Laieneminemadal on nimi, mis on antud nähtusele, milles esineb a a pindala suureneminekeha põhjustatud temperatuuri tõusust. Seda tüüpi paisumine toimub pindmise sümmeetriaga kehades, nagu plaadid, lauaplaadid, lauad, plaadid jne.
Vaataka: Kalorimeetria
Pinna laienemine sõltub pinna paisumistegur. See koefitsient, mille ühik on ° C-1, on tunnusjoon igat tüüpi materjali, kuid säilitage proportsionaalne seos lineaarse laienemise koefitsiendiga:
β - pinna paisumistegur (° C-1)
α - lineaarse laienemise koefitsient (° C-1)
Me saame sellest suhtest aru, kui näeme, et pinna laienemisel on kaks laienemisedlineaarne: üks pikkus ja veel üks kõrgus keha. Oluline on märkida, et ülaltoodud suhe kehtib ainult kehade poolt, mille on moodustanud puhtad ained ja homogeenne.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Valem
Kontrollige valemit, mida kasutatakse valemi arvutamiseks pinna laienemise moodul - varieerumine piirkonnas, mida mõni keha selle kuumutamisel kannatab.
S - ala laienemine (m²)
s0- algpindala (m²)
β - pinna paisumistegur (° C-1)
ΔT —Temperatuuri kõikumine (° C)
Lisaks sellele saame pinna laienemise arvutada ka muul viisil, et saaksime otseselt leida keha lõpliku ala, kontrollige:
s - lõplik pind (m²)
Soojuspaisumine
Kuumutamisel molekulid kehad kipuvad vibreerima suurematel kiirustel, see muudab makroskoopilised mõõtmed kehad võivad olla muutunud, ehkki minimaalselt. Nimetatakse nähtust, mille korral keha kuumutamisel suurust muudab laieneminesoojus.
Hoolimata intuitiivsusest, ei ole tõsi, et kõik materjalid paisuvad, kui nende temperatuur tõuseb, on materjale, mis esinevad negatiivsed paisumiskoefitsiendid (nagu näiteks vulkaniseeritud kumm), see tähendab, et kui neid materjale kuumutatakse, vähendatakse nende mõõtmeid.
Soojuspaisumine jaguneb kolmeks paisumise alamtüübiks: lineaarne, madal ja mahuline. Seda tüüpi laienemine toimub koos, kuid üks neist on keha kuju järgi teistest olulisem.
Näiteks: nõel kannatab oma kuju tõttu rohkem laieneminelineaarne seoses teiste laienemisvormidega; metallplaat omakorda kannatab rohkem laieneminepealiskaudne, selle formaadi tõttu; nende konteinerite ruumi hõivavad vedelikud ja gaasid kipuvad laienema igas suunas ja seetõttu esinevad laieneminemahuline.
Vaataka:Mis on entroopia?
Vedelike laiendamine
Vedelikud võivad kuumutamisel läbida mahulise paisumise. Seda tüüpi laienemist uurides on siiski oluline, et arvestaksime sellega mahutite mahuline laiendamine kus hoitakse vedelikke.
Selles mõttes räägitakse näilisest laienemisest - erinevusest vedeliku ja selle anuma laienemise vahel. Juurdepääs meie artiklile ja lisateave selle kohta vedeliku laienemine.
Katse
On katseid, mida saab teha kiiresti ja lihtsalt, et visualiseerida pindmise laienemise nähtust. Vaadake mõningaid juhtumeid:
Vajalikud materjalid:
1 vahtpolüstüroolist salv
1 münt
1 küünal
tikud
1 tangid
1 pliiats
1 käär
Metoodika:
Asetage münt vahtpolüstüroolialusele ja joonistage see pastakaga. Pärast seda lõigake see välja. Süüta küünal ja hoia münti tangidega, asetades selle küünlaleegi kohale (viibige seda tüüpi katse tegemisel täiskasvanu juuresolekul).
Mõne minuti pärast asetage münt vahtpolüstüroolialusele ja märkate, et pärast vahtpolüstürooli sulatamist on see suurus kahanenud. Kuumutatud ja külmade müntide suuruste võrdlemiseks asetage kuumutatud mündi tekitatud auk ja kõrvuti välja lõigatud vahtpolüstüreeni tükk.
Veel üks huvitav eksperiment on velje ja metallkera olemasolu, mille raadius on veljest veidi suurem. Toatemperatuuril ei saa kera läbi velje läbida, kuid kui me velge kuumutame, suureneb selle sisemine pind termilise paisumise tõttu ja kera suudab seda läbida:
Teine võimalus on proovida avada pott, mille kaas on kuumutades kinnitatud, pannes selle ala laienema:
lahendatud harjutused
Küsimus 1) 0,05 m² ristkülikukujulise metallplaadi temperatuur on päikesevalguse käes kuumutamisel 25º C, kuni selle temperatuur saavutab 75º C. Lehe moodustava materjali pinna laienemise koefitsient on võrdne 2.0.10-4 ºC-1, kui suur on selle plaadi ala variatsioon?
a) 0,0575 m²
b) 0,0505 m²
c) 1500 m²
d) 0,750 m²
e) 0,550 m²
Tagasiside: Kiri B
Resolutsioon:
Lehtmetalli lõpliku ala leidmiseks kasutame järgmist pinna laiendamise valemit:
Lisame valemis andmed, mis esitati harjutuses:
Harjutuse andmetel on selle metalllehe lõplik pindala 0,505 m², seega on õige alternatiiv täht B.
2. küsimus) Antud materjali lineaarse laienemise koefitsient on 1,5.10-5 ° C-1, on sama materjali pinna laiendustegur:
a) 0,50,10-5 ° C-1
b) 0,75,10-5 ° C-1
c) 3.0.10-5 ° C-1
d) 4.50.10-5 ° C-1
e) 0,40,10-5 ° C-1
Tagasiside: Kiri Ç
Resolutsioon:
Selle harjutuse lahendamiseks pidage lihtsalt meeles, et kaks keha, millel on erinevad sümmeetriad, kuid mis on valmistatud samast puhtast ainest, hoidke nende soojuspaisumistegurite vahel järgmist suhet:
Seetõttu on õige alternatiiv täht Ç.
3. küsimus) 0,4 m² laud ja pinna laiendustegur võrdub 2,0.10-5 ° C-1 kuumutatakse temperatuuril 20 ° C kuni 200 ° C. Määrake selle plaadi pindala suurenemine protsentides.
a) 0,36%
b) 35%
c) 25%
d) 0,25%
e) 5%
Tagasiside: Kiri THE
Resolutsioon:
Arvutame kõigepealt plaadi poolt kannatatava paisumismooduli, kasutades pinna laienemise valemit:
Kasutades harjutuse pakutavaid andmeid, peame tegema järgmise arvutuse:
Selles resolutsioonis arvutame kõigepealt välja, milline oli tahvli laienemine. Järgmisena tegime plaadi lõpliku pindala suhte, mis on algse pindala summa koos plaadi laienemisega, plaadi esialgse pindala vahel. Pärast saadud väärtuse korrutamist 100-ga leiame uue ala protsendi eelmise suhtes: 100,036, see tähendab: plaadi pindala suurenes 0,36%.
Minu poolt. Rafael Helerbrock
