Lämpölaajeneminen ja kalorimetria

Lämpölaajeneminen

Kaikki luonnossa olevat kiinteät, nestemäiset tai kaasumaiset elimet kuumennuksen tai jäähdytyksen aikana ovat lämpölaajenemisen tai supistumisen alaisia.

Kehojen supistumis- ja laajentumisprosessi tapahtuu johtuen kappaleiden muodostavien molekyylien sekoitusasteen kasvusta tai laskusta. Esimerkiksi kehoa kuumennettaessa sen molekyylien välinen etäisyys kasvaa niiden sekoitusasteen kasvun seurauksena. Tämä suurempi etäisyys niiden välillä ilmenee kehon mittojen pienenemisen kautta, joka voi tapahtua kolmella tavalla: lineaarisesti, pinnallisesti ja tilavuudeltaan. Päinvastoin tapahtuu, kun kappaleet jäähdytetään. Kun näin tapahtuu, molekyylien väliset etäisyydet pienenevät ja sen seurauksena kehon mitat pienenevät.

• Lineaarinen laajennus:se on laajentuminen, jolle on ominaista kehon pituuden vaihtelu. Tämä vaihtelu voidaan laskea seuraavasta matemaattisesta yhtälöstä:

ΔL = α.L₀.TT

α: on lineaarisen lämpölaajenemiskerroin, jonka yksikkö on ° C^-1, joka riippuu ruumiin muodostavan materiaalin luonteesta;

Lo: on ruumiin alkuperäinen pituus;

L ja ΔT: ovat vastaavasti kehon pituuden ja lämpötilan vaihtelut.

• Pinnallinen laajentuminen: se on laajentuminen, jolle on ominaista kehon pinta-alan vaihtelu. Tämä kehon pinnan vaihtelu voidaan laskea käyttämällä seuraavaa lauseketta:

ΔS = β.S₀.TT

β: se on pinnallisen lämpölaajenemiskerroin, jonka yksikkö on sama kuin lineaarisen lämpölaajenemiskertoimen ja riippuu myös rungon muodostavan materiaalin luonteesta;

β: 2α;

Vain: on ruumiin alkuperäinen pinta-ala;

S ja ΔT: ovat vastaavasti pinta-alan vaihtelut ja kehon lämpötilan vaihtelut.

• Tilavuuslaajennus: se on laajentuminen, jolle on tunnusomaista vaihtelu ruumiin tilavuudessa. Tämä vaihtelu voidaan laskea lausekkeella:

  Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)

ΔV = γ.V₀.TT

γ: se on tilavuuslämpölaajenemiskerroin, jonka yksikkö on sama kuin lineaarinen ja pinnallinen laajenemiskerroin ja riippuu myös rungon muodostavan materiaalin luonteesta;

γ: 3α;

Mummo: on ruumiin alkutilavuus;

ΔV ja ΔT: ovat vastaavasti tilavuuden vaihtelu ja kehon lämpötilan vaihtelu.

Kalorimetria
Se on haara Fysiikka joka tutkii kehojen ja / tai järjestelmien välistä energianvaihtoa, kun nämä vaihdot tapahtuvat lämmön muodossa.

• Lämpö:on kulkeutuva lämpöenergia, joka määräytyy kyseessä olevien kappaleiden ja / tai järjestelmien välisen lämpötilaeron perusteella.

• Lämpötila: se on määrä, joka mittaa kehon muodostavien molekyylien sekoitusasteen.
  Kalorimetrian yleinen yhtälö määritetään seuraavalla matemaattisella yhtälöllä:

Q = m. ç. ΔT

ç: on materiaalin ominaislämpö;

ΔT: on kehon lämpötilan vaihtelu;

K: on lämpömäärä, jolla on joulen yksikkö (J).

O lämpöä se voi levitä kehosta toiseen kolmella tavalla: johtuminen, konvektio ja säteily.

• Ajo: se on energian siirto, joka tapahtuu molekyylistä molekyyliin niiden sekoituksen vuoksi, kun se altistetaan lämpötilan nousulle.

• Konvektio: se on lämmönsiirtoprosessi, joka tapahtuu nesteistä johtuen järjestelmän muodostavien osien tiheyseroista.

• Säteilytys: se on energiansiirtotyyppi, joka tapahtuu kahden järjestelmän välillä ilman fyysistä kosketusta niiden välillä. Tämä lähetys tapahtuu sähkömagneettisten aaltojen kautta, kuten auringon säteet, jotka lämmittävät maata joka päivä.

Kirjoittanut Marco Aurélio da Silva

Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:

SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Lämpölaajeneminen ja kalorimetria"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-calorimetria.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.