फैलावउथला उस घटना को दिया गया नाम है जिसमें एक है a. के क्षेत्र में वृद्धितन तापमान में वृद्धि के कारण। इस प्रकार का विस्तार सतही समरूपता वाले पिंडों में होता है, जैसे प्लेट, टेबल टॉप, बोर्ड, टाइल आदि।
नज़रभी: उष्मामिति
सतह का फैलाव पर निर्भर करता है सतह विस्तार गुणांक. यह गुणांक, जिसकी इकाई है डिग्री सेल्सियस-1, है फ़ीचर प्रत्येक प्रकार की सामग्री का, लेकिन रैखिक विस्तार के गुणांक के साथ आनुपातिक संबंध रखें:
β - सतह के विस्तार का गुणांक (°C .)-1)
α - रैखिक विस्तार गुणांक (°C .)-1)
हम इस संबंध को समझ सकते हैं यदि हम देखते हैं कि सतह फैलाव में दो हैं फैलावरैखिक: के लिए एक लंबाई और दूसरे के लिए ऊंचाई शरीर का। इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि ऊपर दिखाया गया संबंध केवल द्वारा गठित निकायों के लिए मान्य है valid शुद्ध सामग्रियाँ और सजातीय।
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सूत्र
गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सूत्र की जाँच करें सतह फैलाव का मापांक - गर्म होने पर किसी शरीर द्वारा प्रभावित क्षेत्र में भिन्नता।
रों - क्षेत्र फैलाव (एम²)
रों0- प्रारंभिक क्षेत्र (एम²)
β - सतह के विस्तार का गुणांक (डिग्री सेल्सियस .)-1)
टी -तापमान भिन्नता (डिग्री सेल्सियस)
इस तरह के अलावा, हम दूसरे तरीके से सतह के फैलाव की गणना कर सकते हैं, ताकि हम सीधे शरीर के अंतिम क्षेत्र का पता लगा सकें, जांचें:
रों - अंतिम क्षेत्र (एम²)
तापीय प्रसार
गर्म होने पर, अणुओं शरीर उच्च गति से कंपन करते हैं, इससे मैक्रोस्कोपिक आयाम निकायों का हो सकता है बदला हुआ, भले ही न्यूनतम। वह घटना जिसमें किसी वस्तु को गर्म करने पर आकार बदलता है, कहलाती है फैलावथर्मल।
सहज ज्ञान युक्त होने के बावजूद, यह सच नहीं है कि तापमान बढ़ने पर सभी सामग्री का विस्तार होता है, ऐसी सामग्री होती है जो मौजूद होती है नकारात्मक विस्तार गुणांक (जैसे कि गन्धकी रबर), यानी जब इन सामग्रियों को गर्म किया जाता है, तो उनके आयाम कम हो जाते हैं।
थर्मल विस्तार तीन विस्तार उपप्रकारों में बांटा गया है: रैखिक, उथला तथा बड़ा इस प्रकार के फैलाव एक साथ होते हैं, हालांकि, उनमें से एक शरीर के आकार के अनुसार दूसरों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण होगा।
उदाहरण के लिए: अपने आकार के कारण, सुई अधिक पीड़ित होती है फैलावरैखिक फैलाव के अन्य रूपों के संबंध में; एक धातु की प्लेट, बदले में, अधिक पीड़ित होती है फैलावसतही, इसके स्वरूप के कारण; तरल पदार्थ और गैसें, जो अपने कंटेनरों के स्थान पर कब्जा कर लेती हैं, सभी दिशाओं में फैलती हैं और इसलिए मौजूद होती हैं फैलावबड़ा
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तरल पदार्थ का फैलाव
गर्म होने पर तरल पदार्थ बड़ा विस्तार से गुजर सकते हैं। हालांकि, इस प्रकार के फैलाव का अध्ययन करते समय, यह महत्वपूर्ण है कि हम इस पर विचार करें कंटेनरों का बड़ा विस्तार जहां तरल पदार्थ जमा होते हैं।
इस अर्थ में, कोई स्पष्ट फैलाव की बात करता है - तरल और उसके कंटेनर द्वारा किए गए फैलाव के बीच का अंतर। हमारे लेख तक पहुंचें और इसके बारे में सब कुछ जानें तरल फैलाव.
प्रयोग
सतही फैलाव की घटना की कल्पना करने के लिए ऐसे प्रयोग हैं जो जल्दी और आसानी से किए जा सकते हैं। कुछ मामलों की जाँच करें:
आवश्यक सामग्री:
1 स्टायरोफोम ट्रे
1 सिक्का
1 मोमबत्ती
माचिस
1 सरौता
1 पेन
1 कैंची
कार्यप्रणाली:
सिक्के को स्टायरोफोम ट्रे पर रखें और इसे पेन से आउटलाइन करें। इसके बाद इसे काट लें। मोमबत्ती जलाएं और सिक्के को सरौता से पकड़ें, इसे मोमबत्ती की लौ के ठीक ऊपर रखें (इस प्रकार का प्रयोग करने के लिए किसी वयस्क की उपस्थिति में हो).
कुछ मिनटों के बाद, सिक्के को स्टायरोफोम ट्रे पर रखें और आप देखेंगे कि स्टायरोफोम पिघलने के बाद यह आकार में सिकुड़ जाएगा। गर्म और ठंडे सिक्कों के आकार की तुलना करने के लिए, गर्म किए गए सिक्के और स्टायरोफोम के टुकड़े से उत्पन्न छेद को एक साथ रखें।
एक और दिलचस्प प्रयोग एक रिम और एक धात्विक क्षेत्र है जिसकी त्रिज्या रिम से थोड़ी बड़ी है। कमरे के तापमान पर, गोला रिम से नहीं गुजर पाएगा, हालांकि, जब हम रिम को गर्म करते हैं, तो थर्मल विस्तार के कारण इसका आंतरिक क्षेत्र बढ़ जाता है और गोला इसके माध्यम से गुजरने में सक्षम होगा:
एक और संभावना यह है कि एक बर्तन को खोलने का प्रयास करें जिसमें ढक्कन को गर्म करके संलग्न किया गया हो, जिससे उसका क्षेत्र विस्तृत हो:
हल किए गए व्यायाम
प्रश्न 1) एक 0.05 m² आयताकार धातु की शीट का तापमान 25º C होता है जब इसे सूर्य के प्रकाश से गर्म किया जाता है, जब तक कि इसका तापमान 75º C तक नहीं पहुंच जाता। सामग्री के सतह विस्तार का गुणांक जो शीट को 2.0.10. के बराबर बनाता है-4 ºC-1, इस प्लेट के क्षेत्रफल में कितनी भिन्नता होगी?
ए) 0.0575 एम²
बी) 0.0505 एम²
ग) 1,500 वर्ग मीटर
घ) 0.750 वर्ग मीटर
ई) 0.550 वर्ग मीटर
प्रतिपुष्टि: पत्र ख
संकल्प:
शीट धातु के अंतिम क्षेत्र को खोजने के लिए, हम निम्नलिखित सतह विस्तार सूत्र का उपयोग करेंगे:
हम अभ्यास में प्रदान किए गए डेटा को सूत्र में सम्मिलित करेंगे:
अभ्यास द्वारा उपलब्ध कराए गए आंकड़ों के अनुसार, इस धातु शीट का अंतिम क्षेत्र 0.505 वर्ग मीटर होगा, इसलिए सही विकल्प पत्र है ख.
प्रश्न 2) किसी दी गई सामग्री में 1.5.10. के रैखिक विस्तार का गुणांक है-5 डिग्री सेल्सियस-1, इसी सामग्री के सतह विस्तार का गुणांक है:
ए) 0.50.10-5 डिग्री सेल्सियस-1
बी) 0.75.10-5 डिग्री सेल्सियस-1
ग) 3.0.10-5 डिग्री सेल्सियस-1
घ) 4.50.10-5 डिग्री सेल्सियस-1
ई) 0.40.10-5 डिग्री सेल्सियस-1
प्रतिपुष्टि: पत्र सी
संकल्प:
इस अभ्यास को हल करने के लिए, बस याद रखें कि दो अलग-अलग समरूपता वाले शरीर, लेकिन बने एक ही शुद्ध पदार्थ के, उनके तापीय प्रसार गुणांकों के बीच निम्नलिखित संबंध रखें:
अत: सही विकल्प अक्षर है सी.
प्रश्न 3) एक 0.4 m² बोर्ड और सतह विस्तार गुणांक 2.0.10. के बराबर-5 डिग्री सेल्सियस-1 20º C से 200º C तक गर्म किया जाता है। उस प्लेट के क्षेत्रफल में प्रतिशत वृद्धि ज्ञात कीजिए।
ए) 0.36%
बी) ३५%
ग) 25%
घ) 0.25%
ई) 5%
प्रतिपुष्टि: पत्र
संकल्प:
आइए पहले सतह विस्तार सूत्र का उपयोग करके प्लेट द्वारा किए गए विस्तार के मापांक की गणना करें:
अभ्यास द्वारा प्रदान किए गए डेटा का उपयोग करते हुए, हमें निम्नलिखित गणना करनी होगी:
इस संकल्प में, हम पहले गणना करते हैं कि पट्टिका द्वारा फैला हुआ फैलाव क्या था। इसके बाद, हमने प्लेट के अंतिम क्षेत्र के बीच का अनुपात बनाया, जो कि प्लेट के प्रारंभिक क्षेत्र द्वारा प्लेट के विस्तार के साथ प्रारंभिक क्षेत्र का योग है। प्राप्त मूल्य को १०० से गुणा करने के बाद, हम पिछले एक के संबंध में नए क्षेत्र का प्रतिशत पाते हैं: १००.०३६, अर्थात्: प्लेट के क्षेत्र में ०.३६% की वृद्धि हुई।
मेरे द्वारा राफेल हेलरब्रॉक
