Tágulássekély annak a jelenségnek a neve, amelyben a a terület növekedésetest amelyet a hőmérséklet emelkedése okoz. Ez a fajta tágulás a felületes szimmetriával rendelkező testekben fordul elő, mint pl.
Nézis: Kalorimetria
A felület tágulása függ a felületi tágulási együttható. Ez az együttható, amelynek mértékegysége a ° C-1, van funkció minden anyagtípusra, de arányos kapcsolatot tartson fenn a lineáris tágulási együtthatóval:
β - a felület tágulási együtthatója (° C-1)
α - lineáris tágulási együttható (° C-1)
Megérthetjük ezt a kapcsolatot, ha azt látjuk, hogy a felületi dilatációban kettő van tágulatoklineáris: egyet a hossz másik pedig a magasság a test. Fontos hangsúlyozni, hogy a fent bemutatott kapcsolat csak az által alkotott testekre érvényes tiszta anyagok és homogén.
Képlet
Ellenőrizze a képletet, amelyet a felületi dilatációs modulus - annak a területnek a változása, amelyet egyes testek szenvednek, ha felmelegítik.
S - terület tágulás (m²)
s0- kezdeti terület (m²)
β - a felület tágulási együtthatója (° C-1)
ΔT —Hőmérséklet-változás (° C)
Ezen felül más módon is kiszámíthatjuk a felület dilatációját, így közvetlenül megtalálhatjuk a test végső területét, ellenőrizhetjük:
s - végleges terület (m²)
Hőtágulás
Hevítve a molekulák testek nagyobb sebességgel rezegnek, ez teszi a makroszkopikus dimenziók testek lehetnek megváltozott, bár minimálisan. Azt a jelenséget nevezzük, amelyben a test mérete megváltozik melegítéskor tágulástermikus.
Annak ellenére, hogy intuitív, nem igaz, hogy az összes anyag tágul, ha hőmérsékletét megnöveli, vannak olyan anyagok, amelyek jelen vannak negatív tágulási együtthatók (mint például vulkanizált gumi), vagyis ha ezeket az anyagokat felmelegítik, méretük csökken.
A hőtágulás három tágulási altípusra oszlik: lineáris, sekély és térfogat. Az ilyen típusú dilatációk együttesen fordulnak elő, azonban egyikük a test alakjának megfelelően jelentősebb lesz, mint a többi.
Például: alakja miatt a tű jobban szenved táguláslineáris a dilatáció egyéb formáival kapcsolatban; egy fémlemez viszont többet szenved tágulásfelszínes, formátuma miatt; a tartályaik helyét elfoglaló folyadékok és gázok minden irányban tágulni és ezért jelen vannak tágulástérfogat.
Nézis:Mi az entrópia?
Folyadékok tágulása
A folyadékok hevítéskor térfogati táguláson eshetnek át. Az ilyen típusú dilatáció tanulmányozása során azonban fontos figyelembe venni a a konténerek térfogati tágulása ahol folyadékokat tárolnak.
Ebben az értelemben a látszólagos tágulásról beszélünk - a folyadék és a tartálya által elszenvedett tágulás közötti különbségről. Hozzáférhet cikkünkhöz, és mindent megtudhat folyadék tágulás.
Kísérlet
Vannak olyan kísérletek, amelyek gyorsan és egyszerűen elvégezhetők a felületes tágulás jelenségének vizualizálása érdekében. Nézzen meg néhány esetet:
Szükséges anyagok:
1 hungarocell tálca
1 érme
1 gyertya
mérkőzések
1 fogó
1 toll
1 olló
Módszertan:
Helyezze az érmét a hungarocell tálcára, és vázolja körbe a tollal. Ezt követően vágja ki. Gyújtsa meg a gyertyát, és tartsa az érmét a fogóval, és helyezze közvetlenül a gyertya lángja fölé (felnőtt kíséretében legyen ilyen típusú kísérlet elvégzése).
Néhány perc múlva helyezze az érmét a hungarocell tálcára, és észreveheti, hogy a hungarocell megolvasztása után összezsugorodik. A fűtött és a hideg érmék méretének összehasonlításához helyezze el a fűtött érme által előállított lyukat és az egymás mellett kivágott hungarocell darabot.
Egy másik érdekes kísérlet, hogy van egy pereme és egy fémes gömbje, amelynek sugara kissé nagyobb, mint a felni. Szobahőmérsékleten a gömb nem lesz képes áthaladni a peremen, azonban amikor felmelegítjük a felnit, belső területe a hőtágulás miatt megnő, és a gömb képes lesz áthaladni rajta:
Egy másik lehetőség az, hogy megpróbálunk kinyitni egy edényt, amelynek a fedele fel van erősítve a melegítéssel, és területe megnő:
megoldott gyakorlatok
1. kérdés) A 0,05 m²-es téglalap alakú fémlemez hőmérséklete 25 ° C, ha napfény melegíti, amíg a hőmérséklete el nem éri a 75 ° C-ot. A lapot alkotó anyag felületi kitágulási együtthatója megegyezik a 2.0.10 értékkel-4 ºC-1, mekkora lesz a változás a lemez területén?
a) 0,0575 m²
b) 0,0505 m²
c) 1500 m²
d) 0,750 m²
e) 0,550 m²
Sablon: Levél B
Felbontás:
A fémlemez végső területének megkereséséhez a következő felületi tágulási képletet használjuk:
A képletbe beillesztjük a gyakorlatban megadott adatokat:
A gyakorlat adatai szerint ennek a fémlemeznek a végső területe 0,505 m² lesz, tehát a helyes alternatíva a betű B.
2. kérdés) Egy adott anyag lineáris tágulási együtthatója 1,5,10-5 ° C-1, ugyanezen anyag felületi tágulási együtthatója:
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
Sablon: Levél Ç
Felbontás:
A gyakorlat megoldásához ne feledje, hogy két test különböző szimmetriával rendelkezik, de készült ugyanazon tiszta anyag esetében a következő összefüggést kell tartani a hőtágulási együtthatóik között:
Ezért a helyes alternatíva a betű Ç.
3. kérdés 0,4 m²-es tábla és felületi tágulási együttható 2,010-nek felel meg-5 ° C-1 20 ° C-ról 200 ° C-ra melegítjük. Határozza meg az adott lemez területének százalékos növekedését.
a) 0,36%
b) 35%
c) 25%
d) 0,25%
e) 5%
Sablon: Levél A
Felbontás:
Számítsuk ki először a lemez által elszenvedett tágulás modulusát a felületi tágulási képlet segítségével:
A gyakorlat által szolgáltatott adatok felhasználásával a következő számítást kell elvégeznünk:
Ebben a felbontásban először kiszámoljuk, hogy mi volt a plakk által okozott tágulás. Ezután elkészítettük a lemez kezdeti területe és a lemez kezdeti területe közötti arányt, amely a kezdeti terület és a lemez tágulásának összege. Miután a kapott értéket megszorozzuk 100-mal, megkeressük az új terület százalékos arányát az előzőhöz viszonyítva: 100.036, azaz: a lemez területe 0,36% -kal nőtt.
Általam. Rafael Helerbrock
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial.htm
