Razširitevplitvo je ime za pojav, pri katerem obstaja povečanje površine atelo ki ga povzroča zvišanje temperature. Ta vrsta razširitve se pojavi v telesih s površinsko simetrijo, kot so plošče, mize, plošče, ploščice itd.
Poglejtudi: Kalorimetrija
Razširitev površine je odvisna od koeficient površinske ekspanzije. Ta koeficient, katerega enota je ° C-1, je funkcija vsake vrste materiala, vendar ohranite sorazmerno razmerje s koeficientom linearnega raztezanja:
β - koeficient površinskega raztezanja (° C-1)
α - koeficient linearnega raztezanja (° C-1)
To razmerje lahko razumemo, če vidimo, da sta pri površinski dilataciji dva dilatacijelinearno: ena za dolžina in drugo za višina telesa. Pomembno je omeniti, da zgoraj prikazano razmerje velja samo za telesa, ki jih tvorijo čiste snovi in homogena.
Formula
Preverite formulo, ki se uporablja za izračun modul površinske dilatacije - spremembe v območju, ki ga utrpi telo, ko je ogrevano.
S - razširitev površine (m²)
s0- začetna površina (m²)
β - koeficient površinskega raztezanja (° C-1)
ΔT - sprememba temperature (° C)
Poleg tega lahko površinsko širitev izračunamo še na drug način, tako da lahko neposredno najdemo končno površino telesa, preverimo:
s - končna površina (m²)
Toplotno raztezanje
Ko se segreje, molekul telesa ponavadi vibrirajo pri višjih hitrostih, zaradi česar makroskopske dimenzije teles lahko spremenila, čeprav minimalno. Imenuje se pojav, pri katerem telo ob segrevanju spremeni velikost dilatacijatoplotno.
Kljub temu, da so intuitivni, ni res, da se vsi materiali širijo, ko se jim poviša temperatura, obstajajo materiali, ki so prisotni negativni koeficienti raztezanja (kot naprimer vulkanizirana guma), torej ko se ti materiali segrejejo, se njihove dimenzije zmanjšajo.
Termično raztezanje je razdeljeno na tri podtipe raztezanja: linearno, plitvo in volumetrična. Tovrstne dilatacije se pojavljajo skupaj, vendar bo ena od njih pomembnejša od drugih glede na obliko telesa.
Na primer: zaradi svoje oblike igla bolj trpi dilatacijalinearno v zvezi z drugimi oblikami dilatacije; kovinska plošča pa bolj trpi dilatacijapovršno, zaradi njegove oblike; tekočine in plini, ki zasedajo prostor njihovih posod, se navadno širijo v vse smeri in so zato prisotni dilatacijavolumetrična.
Poglejtudi:Kaj je entropija?
Razširitev tekočin
Tekočine se pri segrevanju lahko volumetrično razširijo. Vendar je pri proučevanju te vrste dilatacije pomembno, da upoštevamo volumetrično raztezanje posod kjer se hranijo tekočine.
V tem smislu se govori o navidezni dilataciji - razliki med dilatacijo, ki jo trpi tekočina, in vsebnikom. Dostopite do našega članka in se naučite o vsem dilatacija tekočine.
Eksperimentirajte
Obstajajo eksperimenti, ki jih je mogoče hitro in enostavno narediti, da bi vizualizirali pojav površinske dilatacije. Oglejte si nekaj primerov:
Potrebni materiali:
1 pladenj iz stiropora
1 kovanec
1 sveča
tekme
1 klešče
1 pisalo
1 škarje
Metodologija:
Kovanec položite na pladenj iz stiropora in ga obrisajte s pisalom. Po tem ga izrežite. Prižgite svečo in držite kovanec s kleščami, tako da ga postavite tik nad plamen sveče (biti v navzočnosti odrasle osebe, da izvede tovrstni poskus).
Po nekaj minutah položite kovanec na pladenj s stiroporjem in opazili boste, da se je po taljenju stiropora v velikosti zmanjšal. Za primerjavo velikosti ogrevanega in hladnega kovanca položite luknjo, ki jo je ustvaril ogrevan kovanec, in kos stiropora, ki je bil izrezan drug ob drugem.
Drug zanimiv poskus je, da imamo platišče in kovinsko kroglo s polmerom, nekoliko večjim od roba. Pri sobni temperaturi krogla ne bo mogla skozi rob, vendar ko se platišče segreje, se njena notranja površina zaradi toplotnega raztezanja poveča in krogla bo lahko skozenj:
Druga možnost je poskusiti odpreti lonec, na katerega je pritrjen pokrov, tako da ga segrejete, tako da se njegovo območje razširi:
rešene vaje
Vprašanje 1) 0,05 m² pravokotna pločevina ima temperaturo 25 ° C, ko jo segreva sončna svetloba, dokler temperatura ne doseže 75 ° C. Koeficient površinske razteznosti materiala, ki sestavlja list, je enak 2.0.10-4 ºC-1, za koliko se bodo spreminjale površine te plošče?
a) 0,0575 m²
b) 0,0505 m²
c) 1.500 m²
d) 0,750 m²
e) 0,550 m²
Predloga: Pismo B
Resolucija:
Za iskanje končne površine pločevine bomo uporabili naslednjo formulo površinske ekspanzije:
V formulo bomo vstavili podatke, ki so bili navedeni v vaji:
Glede na podatke iz vaje bo končna površina te pločevine 0,505 m², zato je prava alternativa črka B.
Vprašanje 2) Dani material ima koeficient linearnega raztezanja 1,5,10-5 ° C-1, koeficient površinske ekspanzije tega istega materiala 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
Predloga: Pismo Ç
Resolucija:
Da bi rešili to vajo, se samo spomnite, da sta dve telesi z različnimi simetrijama, vendar izdelani iste čiste snovi ohranijo naslednje razmerje med njihovimi koeficienti toplotnega raztezanja:
Zato je prava alternativa črka Ç.
Vprašanje 3) 0,4 m² plošče in koeficient površinske širitve, enak 2.0.10-5 ° C-1 segreje od 20 ° C do 200 ° C. Določite odstotek povečanja površine za to ploščo.
a) 0,36%
b) 35%
c) 25%
d) 0,25%
e) 5%
Predloga: Pismo THE
Resolucija:
Najprej izračunamo modul raztezanja, ki ga je utrpela plošča, s formulo površinskega raztezanja:
Na podlagi podatkov, ki jih zagotavlja vaja, bomo morali narediti naslednji izračun:
V tej ločljivosti najprej izračunamo, kakšno dilatacijo je utrpela plošča. Nato smo naredili razmerje med končno površino plošče, ki je vsota začetne površine s širitvijo plošče, z začetno površino plošče. Po pomnožitvi dobljene vrednosti s 100 najdemo odstotek nove površine glede na prejšnjo: 100,036, to je: površina plošče se je povečala za 0,36%.
Jaz, Rafael Helerbrock
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial.htm