დილატაციაარაღრმა არის სახელი, რომელსაც ეწოდება ფენომენი, რომელშიც არის ა ფართობის ზრდა ასხეული გამოწვეულია ტემპერატურის ზრდით. ამ ტიპის გაფართოება ხდება ზედაპირული სიმეტრიის მქონე სხეულებში, როგორიცაა ფირფიტები, მაგიდის თავები, დაფები, ფილები და ა.შ.
შეხედეასევე: კალორიმეტრია
ზედაპირის გაფართოება დამოკიდებულია იმაზე ზედაპირის გაფართოების კოეფიციენტი. ეს კოეფიციენტი, რომლის ერთეული არის ° C-1, არის თვისება თითოეული ტიპის მასალა, მაგრამ შეინარჩუნეთ პროპორციული კავშირი ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტთან:
β - ზედაპირის გაფართოების კოეფიციენტი (° C-1)
α - ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი (° C-1)
ამ ურთიერთობის გაგება შეგვიძლია, თუ ვხედავთ, რომ ზედაპირის გაფართოებისას ორია დილატაციებიხაზოვანი: ერთი სიგრძე და სხვა ამისთვის სიმაღლე სხეულის. მნიშვნელოვანია ხაზი გავუსვათ, რომ ზემოთ ნაჩვენები ურთიერთობა მოქმედებს მხოლოდ სხეულების მიერ წარმოქმნილი სუფთა ნივთიერებები და ერთგვაროვანი.
ფორმულა
შეამოწმეთ ფორმულა, რომელიც გამოითვლება ზედაპირის გაფართოების მოდული - იმ ადგილის ვარიაცია, რომელიც განიცდის ზოგიერთ სხეულს, როდესაც ის თბება.
ს - ფართობის გაფართოება (მ 2)
ს0- საწყისი ფართობი (მ 2)
β - ზედაპირის გაფართოების კოეფიციენტი (° C-1)
ΔT - ტემპერატურის ვარიაცია (° C)
ამ მეთოდის გარდა, ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ ზედაპირის გაფართოება სხვა გზით, რათა პირდაპირ ვიპოვნოთ სხეულის საბოლოო არე, შეამოწმოთ:
ს - საბოლოო ფართი (მ 2)
Თერმული გაფართოება
როდესაც თბება, მოლეკულები სხეულების ვიბრაცია უფრო მაღალი სიჩქარით ხდება, რაც ქმნის მაკროსკოპული ზომები სხეულების შეიძლება იყოს შეიცვალა, თუმცა მინიმალურად. ფენომენს, რომლის დროსაც სხეული ცვლის ზომას, გახურებისას ეწოდება დილატაციათერმული
ინტუიციის მიუხედავად, სიმართლე არ არის, რომ ყველა მასალა ფართოვდება, როდესაც მათი ტემპერატურა იზრდება, არსებობს მასალები, რომლებიც წარმოდგენილია უარყოფითი გაფართოების კოეფიციენტები (როგორიცაა ვულკანიზებული რეზინი), ანუ, როდესაც ეს მასალები თბება, მათი ზომები მცირდება.
თერმული გაფართოება იყოფა გაფართოების სამ ქვეტიპად: ხაზოვანი, არაღრმა და მოცულობითი. ამ ტიპის დილატაცია ხდება ერთად, თუმცა, ერთი მათგანი უფრო მნიშვნელოვანი იქნება, ვიდრე სხვები, სხეულის ფორმის შესაბამისად.
მაგალითად: მისი ფორმის გამო, ნემსი უფრო მეტად განიცდის დილატაციახაზოვანი გაფართოების სხვა ფორმებთან მიმართებაში; ლითონის ფირფიტა, უფრო მეტად განიცდის დილატაციაზედაპირული, მისი ფორმატის გამო; სითხეები და გაზები, რომლებიც იკავებს მათ კონტეინერების ადგილს, გაფართოების ტენდენციაა ყველა მიმართულებით და, შესაბამისად, არსებობს დილატაციამოცულობითი.
შეხედეასევე:რა არის ენტროპია?
სითხეების გაფართოება
თხევად სითხეებს შეუძლიათ განიცადონ მოცულობითი გაფართოება. ამასთან, ამ ტიპის დილატაციის შესწავლისას მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ კონტეინერების მოცულობითი გაფართოება სადაც ინახება სითხეები.
ამ თვალსაზრისით, საუბარია აშკარა გაფართოებაზე - განსხვავება სითხისა და მისი ჭურჭლის განიავებს შორის. შედით ჩვენს სტატიაში და შეიტყვეთ ყველაფერი თხევადი დილატაცია.
Ექსპერიმენტი
არსებობს ექსპერიმენტები, რომელთა გაკეთებაც შესაძლებელია სწრაფად და მარტივად, ზედაპირული გაფართოების ფენომენის ვიზუალიზაციის მიზნით. შეამოწმეთ რამდენიმე შემთხვევა:
საჭირო მასალები:
1 ფოლადი ქაღალდის უჯრა
1 მონეტა
1 სანთელი
ასანთი
1 ქვაბი
1 კალამი
1 მაკრატელი
მეთოდოლოგია:
მოათავსეთ მონეტა Styrofoam უჯრაზე და გამოკვეთეთ იგი კალმით. ამის შემდეგ, გაჭრა იგი. აანთეთ სანთელი და ჩაატარეთ მონეტა ფანრით, განათავსეთ იგი სანთლის ალის ზემოთ. (იყავი მოზრდილის თანდასწრებით ამ ტიპის ექსპერიმენტის ჩასატარებლად).
რამდენიმე წუთის შემდეგ მოათავსეთ მონეტა ფოლადის ფირფიტის უჯრაზე და შეამჩნევთ, რომ მას სტიროფონის დნობის შემდეგ ზომა შეუმცირდება. გაცხელებული და ცივი მონეტების ზომების შედარების მიზნით, განათავსეთ გაცხელებული მონეტის მიერ წარმოებული ხვრელი და ფერადი ქაფის ნაჭერი, რომელიც გვერდიგვერდ გაიჭრა
კიდევ ერთი საინტერესო ექსპერიმენტია გქონდეს ჩარჩო და მეტალის სფერო, რომლის რადიუსიც ოდნავ აღემატება ნაპირს. ოთახის ტემპერატურაზე, სფერო ვერ გაივლის რგოლში, თუმცა, როდესაც რგოლს გავათბობთ, მისი შიდა არე იზრდება თერმული გაფართოების გამო და სფეროც გადის მასში:
კიდევ ერთი შესაძლებლობაა გახსნათ ქოთანი, რომელსაც თავსახური აქვს მიბმული მისი გათბობით, რაც მის ფართობს აფართოებს:
ამოხსნილი სავარჯიშოები
Კითხვა 1) 0,05 მ 2 მართკუთხა ლითონის ფურცელს აქვს 25º C ტემპერატურა, როდესაც ის თბება მზის სხივებით, სანამ მისი ტემპერატურა 75º C– ს არ მიაღწევს. მასალის ზედაპირის გაფართოების კოეფიციენტი, რომელიც ქმნის ფურცელს, ტოლია 2.0.10-4 -C-1, რამდენად იქნება ვარიაცია ამ ფირფიტის ფართობზე?
ა) 0,0575 მ²
ბ) 0,0505 მ 2
გ) 1,500 მ²
დ) 0.750 მ²
ე) 0,550 მ 2
შაბლონი: წერილი ბ
რეზოლუცია:
ფურცლის ლითონის საბოლოო არეალის დასადგენად გამოვიყენებთ ზედაპირის გაფართოების შემდეგ ფორმულას:
ფორმულაში ჩავსვამთ მონაცემებს, რომლებიც მოცემულია სავარჯიშოში:
სავარჯიშოებით მოწოდებული მონაცემების თანახმად, ამ ლითონის ფურცლის საბოლოო ფართობი იქნება 0.505 მ 2, ამიტომ სწორი ალტერნატივაა ასო ბ.
კითხვა 2) მოცემულ მასალას წრფივი გაფართოების კოეფიციენტი აქვს 1.5.10-5 ° C-1, ამ იგივე მასალის ზედაპირის გაფართოების კოეფიციენტია:
ა) 0.50.10-5 ° C-1
ბ) 0.75.10-5 ° C-1
გ) 3.0.10-5 ° C-1
დ) 4.50.10-5 ° C-1
ე) 0.40.10-5 ° C-1
შაბლონი: წერილი ჩ
რეზოლუცია:
ამ სავარჯიშოს გადასაჭრელად, გახსოვდეთ, რომ ორი სხეული განსხვავებული სიმეტრიით, მაგრამ გაკეთებულია იგივე სუფთა ნივთიერების, შეინახეთ შემდეგი დამოკიდებულება მათი თერმული გაფართოების კოეფიციენტებს შორის:
ამიტომ, სწორი ალტერნატივა არის ასო ჩ.
კითხვა 3) 0.4 მ 2 დაფა და ზედაპირის გაფართოების კოეფიციენტი 2.0.10 ტოლია-5 ° C-1 თბება 20º C– დან 200º C– მდე. განსაზღვრეთ ამ ფირფიტის ფართობის პროცენტული ზრდა.
ა) 0.36%
ბ) 35%
გ) 25%
დ) 0.25%
ე) 5%
შაბლონი: წერილი
რეზოლუცია:
პირველ რიგში გამოვთვალოთ გაფართოების მოდული, რომელსაც განიცდის ფირფიტა ზედაპირის გაფართოების ფორმულის გამოყენებით:
სავარჯიშოებით მოწოდებული მონაცემების გამოყენებით, შემდეგი გაანგარიშება მოგვიწევს.
ამ რეზოლუციაში, პირველ რიგში, ჩვენ გამოვთვლით რა იყო გაფართოება, რომელსაც განიცდიდა დაფა. შემდეგ, ჩვენ გავაკეთეთ თანაფარდობა ფირფიტის საბოლოო უბანს შორის, რომელიც არის საწყისი არეალის ჯამი ფირფიტის გაფართოებასთან ერთად, ფირფიტის საწყისი არეალის მიხედვით. 100-ზე მიღებული მნიშვნელობის გამრავლების შემდეგ ვხვდებით ახალი ფართობის პროცენტს წინათან მიმართებაში: 100.036, ანუ: ფირფიტის ფართობი გაიზარდა 0.36% -ით.
ჩემს მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი
წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial.htm