Mikä on lineaarinen lämpölaajeneminen?

protection click fraud

Kun kehossa on kasvu lämpötila, sen muodostavat molekyylit vastaanottavat energiaa ja kiihtyvät aiheuttaen kohteen mitan kasvun. Tämä ilmiö tunnetaan nimellä lämpölaajeneminen. Vastaavasti kun keho jäähdytetään, sen energia pienenee ja samoin molekyylisekoitus, mikä vähentää sen mittoja, joka tunnetaan supistuminen lämpö.

THE lämpölaajeneminen voidaan luokitella kolmella tavalla: lineaarinen, matala ja tilavuus.

lineaarinen lämpölaajeneminen

kun lämpötilan vaihtelu kehon muuttaa kahden pisteen, lineaarinen lämpölaajeneminen, joka voi olla muun muassa tangon pituuden, pallon säteen, kuution tai neliön lävistäjän vaihtelu.

Tarkastellaan esimerkiksi rautapalkkia, jonka pituus on L0 alkulämpötilan T kanssai. Korottamalla lämpötilasi lämpötilaan Tf , pituus kasvaa L. Katso kuvaa:

Kaavio, joka näyttää lämpötilan nousun aiheuttaman lineaarisen lämpölaajenemisen
Kaavio, joka näyttää lämpötilan nousun aiheuttaman lineaarisen lämpölaajenemisen

Lämpötilan vaihtelu (ΔT) on loppulämpötilan ja alkulämpötilan ero:

AT = Tf - Ti

Tämän lämpötilan vaihtelun tuottama lineaarinen lämpölaajeneminen (AL) on loppupituuden L ja alkupituuden L ero0:

instagram story viewer

Δ L = L - L0

Tämä tangon kärsimä laajeneminen on verrannollinen lämpötilan vaihteluun ja tangon alkupituuteen, joten se voidaan laskea myös Lineaarisen lämpölaajenemisen laki kaavalla:

A L = a. L0. ΔT

Suhteellisuusvakio α kutsutaan lineaarinen lämpölaajenemiskerroin palkin muodostavasta materiaalista. Sen mittayksikkö on vastavuoroinen celsiusaste, jota edustaa ºC -1. Tämä määrä olettaa eri arvon jokaiselle materiaalityypille, mikä edustaa lineaarista lämpölaajenemista kullekin pituusyksikölle ja jokaiselle lämpötilan vaihteluyksikölle.

Seuraavassa taulukossa on esitetty joidenkin aineiden lineaarisen lämpölaajenemiskertoimen arvot:

Aine

Kerroin (10-6 ° C -1)

Johtaa

27

Alumiini

25

Hopea

20

Piin

2,6

Teräs

14

Kulta

15


Graafinen esitys lineaarisesta lämpölaajenemisesta

Voimme saada lineaarisen lämpölaajenemisen kaaviosta, jonka pituus ja lämpötila ovat:

Kuvaaja pituudesta lineaarisen lämpölaajenemisen lämpötilasta
Kuvaaja pituudesta lineaarisen lämpölaajenemisen lämpötilasta 

Voimme liittää kulman φ lineaarisen lämpölaajenemisen lakiin, koska:

A L = a. L0. ΔT

ja

ΔL = α. L0
ΔT

olla suorakulmainen kerroin joka edustaa pituuden vaihtelua lämpötilan kanssa, se saadaan:

tg φ = ΔL
ΔT

pian:

tg φ = α. L0

Suora ei voi kulkea pisteen 0 läpi, koska alkupituus ei voi olla nolla.

Yksi lineaarisen lämpölaajenemisen seurauksista voidaan nähdä suunnittelutyössä, esimerkiksi junan raiteilla tai jalkakäytävillä olevat paisuntasaumat (kuva otsikossa). Ne ovat yksinkertaisesti pieni tyhjä tila, joka on jätetty rakennuksen osiin laajennuksen aiheuttamaksi lämpötilan vaihtelut, kuten tulipalon sattuessa tai jopa luonnolliset vaihtelut, eivät vahingoita lämpötilan vaihtelua rakennukset. Jos näitä paisuntasaumoja ei ole, mikä tahansa lämpötilan nousu voi aiheuttaa betonin tai laitteiston taipumisen tai rikkoutumisen.


Kirjailija: Mariane Mendes
Valmistunut fysiikasta

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-dilatacao-termica-linear.htm

Teachs.ru

3 "absurdista" Stephen Hawkingin teoriaa, jotka olivat totta

Brittiläinen teoreettinen fyysikko ja kosmologi Stephen Hawking muutti tapaamme nähdä maailmankai...

read more

Mitkä matkapuhelimet tukevat 5G: tä? tarkista luettelo

Äskettäin National Telecommunications Agency (ANATEL) ilmoitti aloittavansa täytäntöönpanon 5G Br...

read more

Varoitus: Nämä 4 matkapuhelinta lähettävät enemmän säteilyä kuin uskotkaan!

Älypuhelimet ovat olennainen osa nykyaikaista elämäämme, ja niiden avulla voimme kommunikoida ja ...

read more
instagram viewer