팽창열의 그것은 신체의 온도 상승으로 인해 발생하는 물리적 현상입니다. 신체가 어떤 원인에 노출되었을 때 열, 귀하의 온도 그것은 더 큰 공간 주위에서 진동하는 분자의 교반을 증가시키는 변화를 겪을 수 있습니다.
분자 진동의 이러한 미세한 변화는 철 막대가 머무를 때와 같이 거시적 규모로 감지 할 수 있습니다. 약간 더 큰 가열의 결과.
선형 팽창
팽창선의 고체는 와이어, 케이블, 바늘, 막대, 파이프와 같이 고체 상태에있는 선형 모양의 몸체가 온도 변화를 겪을 때 발생하는 물리적 현상입니다. 선형 팽창의 크기를 계산하기 위해 계수에팽창선의 재료의.
선형 열팽창의 예
낮과 밤주기 동안 큰 열 진폭으로 인한 기차 선로의 뒤틀림. 이 효과 때문에 두 개의 연속 된 바 사이에 작은 공간 인 확장 조인트가 사용됩니다.
극에 전류를 전송하는 데 사용되는 구리선은 항상 극 사이의 거리보다 큽니다. 그렇지 않으면 추운 날에이 전도체는 길이가 음의 변화를 겪고 파열 될 수 있습니다.
표재성 확장
팽창얕은 고체의 수는 온도 상승으로 인해 고체 상태에있는 신체 면적의 변화입니다. 고체의 표면 팽창 계산은 계수에팽창얕은.
표면 열팽창의 예
주거용 바닥과 보도에 사용되는 타일 보드 사이에 작은 여유 공간이 남아 있습니다. 그라우트가 차지하는 부분, 부품에 의해 발생한 팽창의 일부를 흡수 할 수있는 다공성 물질 세라믹.
볼트에 부착 된 너트를 제거하기 위해 볼트에 부착 된 너트를 가열하는 기계공을 보는 것이 일반적입니다. 가열로 인해 너트가 팽창하여 쉽게 제거 할 수 있습니다.
체적 팽창
체적 팽창체온을 높여 체적을 확장하는 것입니다. 체적 팽창은 계수에팽창체적 몸의.
체적 열팽창의 예
항공기 동체에 사용되는 나사는 나사산을 만들기 전에 매우 낮은 온도에 놓을 수 있습니다. 나사 가공 후 나사 온도가 증가하면 치수가 확장되어 나중에 제거하는 것이 거의 불가능합니다.
열팽창 계수
일부 재료는 팽창을 위해 엄청난 온도 변화를 겪어야하지만 눈에 띄게, 다른 사람들은 그들의 온도 차이가 치수.
온도 변화에 따라 치수가 변하는 재료의 용이성 또는 난이도를 결정하는 물리적 특성을 열팽창 계수.
온도가 상승하면 몸의 분자가 더 큰 공간을 차지하기 시작합니다.
보기또한: 열량 측정
각 재료에는 고유 한 열팽창 계수가 있으며, 세 가지 유형이 있습니다. 팽창선의, 얕은 과 체적. 신체가 겪는 팽창을 계산하기 위해 우리는 신체가 제시하는 모양에 따라 결정된 이러한 계수 중 하나만 사용합니다.
표면 및 체적 팽창을 겪음에도 불구하고 다음과 같은 선형 대칭을 갖는 길쭉한 몸체 케이블 및 전선은 해당 영역의 확장보다 훨씬 더 긴 길이로 확장 될 수 있습니다. 음량.
팽창 계수 선의, 얕은 과 체적 각각 그리스 문자로 표시됩니다. α, β, 및 γ, 측정 단위는 ºC입니다.-1.
고체의 열팽창 효과는 상업적 및 기술적으로 매우 중요합니다. 예를 들어, 건물 건설은 종종 크고 때로는 급격한 온도 변화에 노출되는 재료를 사용합니다. 이 경우 균열 및 기타 구조적 결함의 출현을 피하기 위해 토목 건축에 사용되는 각 재료의 팽창 계수를 아는 것이 필수적입니다.
고체의 팽창 계수 간의 관계
동일한 재료로 만들어진 다른 대칭을 가진 바디는 다른 형태의 팽창을 겪습니다. 예를 들어, 철봉은 선형 팽창을 겪고 동일한 재료의 시트는 표면 팽창을 겪습니다. 이것은 표면 팽창 계수가 팽창 계수의 두 배이기 때문입니다. 선형, 부피 팽창 계수는 팽창 계수보다 3 배 더 큽니다. 선의. 손목 시계:
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α – 선팽창 계수
β – 표면 팽창 계수
γ – 체적 팽창 계수
교량의 열 팽창
열팽창의 영향은 교량과 같이 구조를 변형하거나 균열을 일으키지 않는 구조에서 특히 중요합니다. 그렇기 때문에 이러한 유형의 구조에서 여러 확장 조인트가 사용됩니다.
아래 이미지는 교량의 확장 조인트를 보여줍니다. 손목 시계:
확장 조인트는 교량의 콘크리트 확장으로 인한 균열 가능성을 줄입니다.
열팽창 공식
고체의 선형, 표면 및 체적 팽창을 계산하는 데 사용되는 공식을 아래에서 확인하십시오.
선형 팽창 공식
선형 팽창 공식은 두 가지 방법으로 나타낼 수 있습니다. 하나는 최종 신체 크기를 계산하는 것이고 다른 하나는 팽창 중에 겪는 길이 변화를 계산하는 것입니다.
엘 – 최종 길이
엘0 – 초기 길이
ΔT -온도 변화
ΔL – 길이 변화
표면 팽창 공식
선형 팽창 공식과 마찬가지로 표면 팽창 공식은 두 가지 다른 방식으로 작성할 수 있습니다.
에스 – 최종 영역
에스0 – 초기 영역
ΔT -온도 변화
S- 면적 변화
체적 팽창 공식
마지막으로, 신체의 최종 부피 또는 부피 변화를 계산할 수있는 표현식이 있습니다.
V -최종 볼륨
V0 – 초기 볼륨
ΔT -온도 변화
ΔV – 부피 변화
요약
고체가 가열되면 분자가 더 넓게 진동하기 시작하여 더 많은 공간을 차지합니다. 재료의 발열 및 팽창 계수에 따라 육안으로 효과를 관찰 할 수 있습니다.
동일한 균질 재료 (단일 물질로 만들어진)의 표면 및 부피 팽창 계수는 각각 선팽창 계수의 2 배 및 3 배입니다.
모든 신체는 세 가지 유형의 확장을 동시에 겪지 만, 그 중 하나는 신체의 모양에 더 많은 특권을 부여하기 때문에 다른 것보다 더 중요합니다.
열팽창 연습
선팽창 계수가 α = 1.2.10 인 2.0m 길이의 철근-5 ° C-1 실온 (25ºC)입니다. 이 몸체는 열원에 노출되어 가열이 끝나면 100 ° C의 온도에 도달합니다.
결정:
a) 막대가 확장 한 것.
b) 바의 최종 길이.
c)이 막대가 만들어지는 재료의 표면 및 부피 팽창 계수.
해결
a) 막대가 겪는 팽창을 계산하려면 막대의 모양이 선형이라는 것을 기억해야합니다. 따라서 이것이 막대가 겪는 가장 중요한 팽창 형태입니다. 선형 팽창 공식을 사용하면 다음을 얻을 수 있습니다.
위의 결과에 따르면이 바의 길이는 1.8mm 확장됩니다.
b) 막대의 최종 길이를 쉽게 찾을 수 있습니다. 우리는 이미 막대가 확장 된 것을 알고 있기 때문입니다. 최종 길이는 2.0018m (2 미터 및 1.8mm)
c) 표면 및 부피 팽창 계수는 선팽창 계수의 배수입니다. 그들의 가치는 각각 2,4.10-5 ° C-1과 3,6.10-5 ° C-1.
나. Rafael Helerbrock
50 ° C로 가열하면 선팽창이 5.10 인 5.0m 길이의 균질 강철 빔의 표면 팽창 계수 계수를 결정합니다.-3 미디엄.
고체 및 균질 재료가 1.2.10과 같은 일정한 체적 팽창 계수를 갖는다는 것을 알고-5 ° C-1,이 재료의 표면 팽창 계수를 결정하고 올바른 대안을 확인하십시오.
