Paplašināšanāssekla ir nosaukums, kas piešķirts parādībai, kurā ir a a laukuma palielināšanāsķermeņa ko izraisa temperatūras paaugstināšanās. Šāda veida izplešanās notiek ķermeņos ar virspusēju simetriju, piemēram, dēļi, galda virsmas, dēļi, flīzes utt.
Skatiesarī: Kalorimetrija
Virsmas paplašināšanās ir atkarīga no virsmas izplešanās koeficients. Šis koeficients, kura vienība ir ° C-1, ir iezīme katram materiāla veidam, bet saglabājiet proporcionālu attiecību ar lineārās izplešanās koeficientu:
β - virsmas izplešanās koeficients (° C-1)
α - lineārā izplešanās koeficients (° C-1)
Mēs varam saprast šīs attiecības, ja redzam, ka virsmas dilatācijā ir divi paplašināšanāslineārs: viens priekš garums un vēl viens augstums ķermeņa. Ir svarīgi atzīmēt, ka iepriekš norādītās attiecības ir derīgas tikai ķermeņiem, kurus veido tīras vielas un viendabīgi.
Formula
Pārbaudiet formulu, kas tiek izmantota, lai aprēķinātu virsmas izplešanās modulis - platības izmaiņas, kuras cieta kāds ķermenis, kad to silda.
S - platības paplašināšanās (m²)
s0- sākotnējā platība (m²)
β - virsmas izplešanās koeficients (° C-1)
ΔT —Temperatūras svārstības (° C)
Papildus šādā veidā mēs varam aprēķināt virsmas dilatāciju citā veidā, lai mēs varētu tieši atrast ķermeņa galīgo laukumu, pārbaudiet:
s - galīgā platība (m²)
Termiska izplešanās
Sildot, molekulas ķermeņa mēdz vibrēt ar lielāku ātrumu, tas liek makroskopiskie izmēri ķermeņi var būt mainīts, kaut arī minimāli. Tiek saukta parādība, kurā ķermenis sildot maina izmēru paplašināšanāstermiskā.
Neskatoties uz to, ka tie ir intuitīvi, nav taisnība, ka visi materiāli izplešas, paaugstinot to temperatūru, tomēr ir materiāli negatīvie izplešanās koeficienti (piemēram, vulkanizēta gumija), tas ir, kad šie materiāli tiek uzkarsēti, to izmēri tiek samazināti.
Termiskā izplešanās ir sadalīta trīs paplašināšanās apakštipos: lineārs, sekla un tilpuma. Šie dilatācijas veidi notiek kopā, tomēr viens no tiem būs nozīmīgāks nekā citi atbilstoši ķermeņa formai.
Piemēram: adatas forma cieš vairāk paplašināšanāslineārs attiecībā uz citiem paplašināšanās veidiem; savukārt metāla plāksne cieš vairāk paplašināšanāsvirspusējs, tā formāta dēļ; šķidrumiem un gāzēm, kas aizņem to konteineru vietu, ir tendence paplašināties visos virzienos, un tāpēc tie atrodas paplašināšanāstilpuma.
Skatiesarī:Kas ir entropija?
Šķidrumu paplašināšana
Sildot, šķidrumiem var būt tilpuma izplešanās. Tomēr, pētot šāda veida paplašināšanos, ir svarīgi ņemt vērā konteineru tilpuma paplašināšana kur tiek uzglabāti šķidrumi.
Šajā ziņā runā par acīmredzamu dilatāciju - atšķirību starp šķidruma un tā trauka dilāciju. Piekļūstiet mūsu rakstam un uzziniet visu par šķidruma dilatācija.
Eksperiments
Ir eksperimenti, kurus var veikt ātri un viegli, lai vizualizētu virspusējas dilatācijas parādību. Pārbaudiet dažus gadījumus:
Nepieciešamie materiāli:
1 putupolistirola paplāte
1 monēta
1 svece
sērkociņi
1 knaibles
1 pildspalva
1 šķēres
Metodoloģija:
Novietojiet monētu uz putu polistirola un iezīmējiet to ar pildspalvu. Pēc tam to izgrieziet. Iededziet sveci un turiet monētu ar knaiblēm, novietojot to tieši virs sveces liesmas (veiciet šāda veida eksperimentus, atrodoties pieaugušo klātbūtnē).
Pēc dažām minūtēm ievietojiet monētu uz putupolistirola un jūs pamanīsit, ka pēc putupolistirola izkausēšanas tā būs samazinājusies. Lai salīdzinātu sakarsēto un auksto monētu izmērus, novietojiet caurumu, ko rada uzkarsētā monēta, un putuplasta putuplasta gabalu, kas tika izgriezts blakus.
Vēl viens interesants eksperiments ir loka un metāla sfēras rādiuss, kas ir nedaudz lielāks par loka. Istabas temperatūrā sfēra nevarēs iziet cauri lokam, tomēr, sildot loku, tā iekšējā platība palielinās termiskās izplešanās dēļ, un sfēra varēs iziet caur to:
Vēl viena iespēja ir mēģināt atvērt podu, kam ir piestiprināts vāks, to sildot, liekot tā platībai paplašināties:
atrisināti vingrinājumi
Jautājums 1) 0,05 m² taisnstūra metāla loksnes temperatūra ir 25º C, kad to silda saules gaisma, līdz tās temperatūra sasniedz 75º C. Lokšņa materiāla virsmas izplešanās koeficients ir vienāds ar 2.0.10-4 ºC-1, cik liela būs šīs plāksnes laukuma variācija?
a) 0,0575 m²
b) 0,0505 m²
c) 1500 m²
d) 0,750 m²
e) 0,550 m²
Veidne: Vēstule B
Izšķirtspēja:
Lai atrastu lokšņu metāla galīgo laukumu, mēs izmantosim šādu virsmas izplešanās formulu:
Formulā ievietosim datus, kas tika sniegti vingrinājumā:
Saskaņā ar vingrinājuma sniegtajiem datiem šīs metāla loksnes galīgā platība būs 0,505 m², tāpēc pareizā alternatīva ir burts B.
2. jautājums) Dotajam materiālam lineārās izplešanās koeficients ir 1,5.10-5 ° C-1, šī paša materiāla virsmas izplešanās koeficients ir:
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
Veidne: Vēstule Ç
Izšķirtspēja:
Lai atrisinātu šo uzdevumu, vienkārši atcerieties, ka divi ķermeņi ar atšķirīgu simetriju, bet izgatavoti no vienas un tās pašas tīras vielas starp siltuma izplešanās koeficientiem ir šāda attiecība:
Tāpēc pareizā alternatīva ir burts Ç.
3. jautājums 0,4 m² plātnes un virsmas izplešanās koeficients ir vienāds ar 2,0.10-5 ° C-1 tiek uzkarsēts no 20 ° C līdz 200 ° C. Nosakiet šīs plāksnes laukuma procentuālo pieaugumu procentos.
a) 0,36%
b) 35%
c) 25%
d) 0,25%
e) 5%
Veidne: Vēstule
Izšķirtspēja:
Vispirms aprēķināsim plāksnes ciešā izplešanās moduli, izmantojot virsmas izplešanās formulu:
Izmantojot vingrinājumā sniegtos datus, mums būs jāveic šāds aprēķins:
Šajā rezolūcijā vispirms mēs aprēķinām, kāda bija plāksnes paplašināšanās. Tālāk mēs izveidojām attiecību starp plāksnes galīgo laukumu, kas ir sākotnējā laukuma summa ar plāksnes paplašinājumu, pēc plāksnes sākotnējā laukuma. Pēc iegūtās vērtības reizināšanas ar 100 mēs atrodam jaunā laukuma procentuālo daudzumu attiecībā pret iepriekšējo: 100,036, tas ir: plāksnes laukums palielinājās par 0,36%.
Autors: Rafaels Helerbroks
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial.htm