Proširenjeplitko je naziv za pojavu u kojoj postoji povećanje površine atijelo uzrokovane porastom temperature. Ova vrsta širenja javlja se u tijelima s površinskom simetrijom, kao što su ploče, ploče, ploče, pločice itd.
Izgledtakođer: Kalorimetrija
Proširenje površine ovisi o koeficijent površinskog širenja. Ovaj koeficijent čija je jedinica ° C-1, je značajka svake vrste materijala, ali zadržite proporcionalni odnos s koeficijentom linearnog širenja:
β - koeficijent površinskog širenja (° C-1)
α - koeficijent linearnog širenja (° C-1)
Taj odnos možemo razumjeti ako vidimo da su u površinskom širenju dva dilatacijelinearno: jedan za duljina a drugi za visina tijela. Važno je naglasiti da gore prikazani odnos vrijedi samo za tijela formirana od čiste tvari i homogena.
Formula
Provjerite formulu koja se koristi za izračunavanje modul površinske dilatacije - varijacije u području koje trpi neko tijelo kad se zagrije.
S - širenje površine (m²)
s0- početna površina (m²)
β - koeficijent površinskog širenja (° C-1)
ΔT —Temperatura temperature (° C)
Osim ovog načina, površinsko širenje možemo izračunati i na drugi način, tako da možemo izravno pronaći završno područje tijela, provjerite:
s - završna površina (m²)
Toplinsko širenje
Kada se zagrije, molekule tijela obično vibriraju pri većim brzinama, to čini makroskopske dimenzije tijela može biti promijenio, iako minimalno. Zove se pojava u kojoj tijelo zagrijavanjem mijenja veličinu dilatacijatoplinska.
Iako su intuitivni, nije istina da se svi materijali šire kad im se temperatura povećava, postoje materijali koji to predstavljaju negativni koeficijenti širenja (kao što je vulkanizirana guma), odnosno kada se ti materijali zagriju, njihove se dimenzije smanjuju.
Toplinsko širenje podijeljeno je u tri podtipa ekspanzije: linearno, plitko i volumetrijski. Ove se vrste širenja javljaju zajedno, međutim, jedna od njih bit će značajnija od ostalih, prema obliku tijela.
Na primjer: zbog svog oblika igla više pati dilatacijalinearno u odnosu na druge oblike širenja; metalna ploča pak pati više dilatacijapovršno, zbog svog formata; tekućine i plinovi koji zauzimaju prostor njihovih spremnika imaju tendenciju širenja u svim smjerovima i, prema tome, prisutni dilatacijavolumetrijski.
Izgledtakođer:Što je entropija?
Proširenje tekućina
Tekućine se mogu zagrijavati volumetrijskim širenjem. Međutim, kada proučavamo ovu vrstu širenja, važno je uzeti u obzir volumetrijsko širenje spremnika gdje se čuvaju tekućine.
U tom smislu govori se o prividnoj dilataciji - razlici između dilatacije koju trpi tekućina i njezin spremnik. Pristupite našem članku i saznajte sve o tome dilatacija tekućine.
Eksperiment
Postoje eksperimenti koji se mogu izvesti brzo i jednostavno, kako bi se vizualizirao fenomen površinske dilatacije. Pogledajte neke slučajeve:
Potrebni materijali:
1 ladica od stiropora
1 novčić
1 svijeća
šibice
1 kliješta
1 olovka
1 škare
Metodologija:
Stavite novčić na ladicu od stiropora i ocrtajte ga olovkom. Nakon toga ga izrežite. Upalite svijeću i držite novčić kliještima, smještajući ga točno iznad plamena svijeće. (biti u nazočnosti odrasle osobe da izvede ovu vrstu eksperimenta).
Nakon nekoliko minuta stavite novčić na ladicu od stiropora i primijetit ćete da će se smanjiti nakon topljenja stiropora. Da biste usporedili veličine grijanog i hladnog novčića, stavite rupu koju je proizveo zagrijani novčić i komad stiropora koji je izrezan jedan do drugog.
Sljedeći zanimljiv pokus je imati obod i metalnu kuglu radijusa malo većeg od ruba. Na sobnoj temperaturi, kugla neće moći proći kroz rub, međutim, kada zagrijemo rub, njezina se unutarnja površina povećava zbog toplinskog širenja i kugla će kroz njega moći proći:
Druga je mogućnost pokušati otvoriti lonac na koji je pričvršćen poklopac zagrijavanjem, čineći da se njegovo područje proširi:
riješene vježbe
Pitanje 1) Pravokutni lim od 0,05 m² ima temperaturu od 25 ° C kada se zagrijava sunčevom svjetlošću, sve dok temperatura ne dosegne 75 ° C. Koeficijent površinskog širenja materijala koji čini lim jednak je 2.0.10-4 ºC-1, kolika će biti razlika u površini ove ploče?
a) 0,0575 m²
b) 0,0505 m²
c) 1.500 m²
d) 0,750 m²
e) 0,550 m²
Predložak: Pismo B
Razlučivost:
Da bismo pronašli konačnu površinu lima, upotrijebit ćemo sljedeću formulu površinskog širenja:
U formulu ćemo umetnuti podatke koji su navedeni u vježbi:
Prema podacima dobivenim vježbom, konačna površina ovog lima bit će 0,505 m², pa je ispravna alternativa slovo B.
Pitanje 2) Dati materijal ima koeficijent linearnog širenja od 1,5,10-5 ° C-1, koeficijent površinskog širenja tog istog materijala je:
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
Predložak: Pismo Ç
Rješenje:
Da biste riješili ovu vježbu, samo se sjetite dva tijela s različitim simetrijama, ali izrađenim iste čiste tvari, održavaju sljedeći odnos između njihovih koeficijenata toplinskog širenja:
Stoga je ispravna alternativa slovo Ç.
Pitanje 3) Ploča od 0,4 m² i koeficijent površinskog širenja jednak 2.0.10-5 ° C-1 zagrijava se od 20 ° C na 200 ° C. Odredite postotni porast površine za tu ploču.
a) 0,36%
b) 35%
c) 25%
d) 0,25%
e) 5%
Predložak: Pismo THE
Razlučivost:
Prvo izračunajmo modul širenja pretrpljenog pločom pomoću formule površinskog širenja:
Koristeći podatke dobivene vježbom, morat ćemo napraviti sljedeći izračun:
U ovoj rezoluciji prvo izračunavamo kolika je dilatacija pretrpljena plakom. Dalje, napravili smo omjer između konačne površine ploče, koja je zbroj početne površine s proširenjem ploče, prema početnoj površini ploče. Nakon pomnoženja dobivene vrijednosti sa 100, nalazimo postotak nove površine u odnosu na prethodnu: 100,036, odnosno: površina ploče povećana je za 0,36%.
Ja, Rafael Helerbrock
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial.htm