genişlemesığ olduğu olguya verilen addır. alanında bir artışvücut sıcaklıktaki bir artıştan kaynaklanır. Bu tip genişleme plakalar, masa üstleri, tahtalar, fayanslar vb. gibi yüzeysel simetriye sahip gövdelerde meydana gelir.
BakAyrıca: kalorimetri
Yüzey genişlemesi şunlara bağlıdır: yüzey genleşme katsayısı. Birimi olan bu katsayı, °C-1, dır-dir özellik Her bir malzeme türünden, ancak doğrusal genleşme katsayısı ile orantılı bir ilişki koruyun:
β — yüzey genleşme katsayısı (°C-1)
α — doğrusal genleşme katsayısı (°C-1)
Yüzey genişlemesinde iki tane olduğunu görürsek bu ilişkiyi anlayabiliriz. genişlemedoğrusal: biri için uzunluk ve için başka yükseklik vücudun. Yukarıda gösterilen ilişkinin yalnızca aşağıdakilerden oluşan cisimler için geçerli olduğunu vurgulamak önemlidir. saf maddeler ve homojen.
formül
hesaplamak için kullanılan formülü kontrol edin. yüzey genişleme modülü — Bir cismin ısıtıldığında maruz kaldığı alandaki değişiklik.
S — alan genişlemesi (m²)
s0— başlangıç alanı (m²)
β — yüzey genleşme katsayısı (°C-1)
ΔT —sıcaklık değişimi (°C)
Bu yola ek olarak, vücudun son alanını doğrudan bulabilmemiz için yüzey genişlemesini başka bir şekilde hesaplayabiliriz, kontrol edin:
s — nihai alan (m²)
Termal Genleşme
Isıtıldığında, moleküller cisimlerin daha yüksek hızlarda titreşme eğiliminde olması, makroskopik boyutlar bedenler olabilir değişti, asgari düzeyde de olsa. Bir cismin ısıtıldığında boyutunun değişmesi olayına ne denir? genişlemetermal.
Sezgisel olmasına rağmen, tüm malzemelerin sıcaklıkları arttığında genişlediği doğru değildir, mevcut malzemeler vardır. negatif genişleme katsayıları (gibi vulkanize kauçuk), yani bu malzemeler ısıtıldığında boyutları küçülür.
Termal genleşme üç genleşme alt tipine ayrılır: doğrusal, sığ ve volumetrik. Bu tür genişlemeler bir arada meydana gelir, ancak bunlardan biri vücudun şekline göre diğerlerinden daha belirgin olacaktır.
Örneğin: şeklinden dolayı iğne daha fazla acı çeker. genişlemedoğrusal diğer genişleme biçimleriyle ilgili olarak; metal bir plaka sırayla daha fazla acı çeker genişlemeyüzeysel, formatı nedeniyle; Konteynerlerinin alanını kaplayan sıvılar ve gazlar her yöne genişleme eğilimindedir ve bu nedenle mevcut genişlemevolumetrik.
BakAyrıca:entropi nedir?
sıvıların dilatasyon
Sıvılar ısıtıldıklarında hacimsel genleşmeye uğrayabilirler. Bununla birlikte, bu tür bir genişlemeyi incelerken, aşağıdakileri dikkate almamız önemlidir. kapların hacimsel genişlemesi sıvıların depolandığı yerdir.
Bu anlamda, görünür genişlemeden söz edilir - sıvının ve kabının maruz kaldığı genişleme arasındaki fark. Makalemize erişin ve hakkında her şeyi öğrenin sıvı dilatasyon.
Deney
Yüzeysel genişleme olgusunu görselleştirmek için hızlı ve kolay bir şekilde yapılabilecek deneyler vardır. Bazı vakalara göz atın:
Gerekli malzemeler:
1 strafor tepsi
1 madeni para
1 mum
maçlar
1 pense
1 kalem
1 makas
Metodoloji:
Madeni parayı strafor tepsisine yerleştirin ve kalemle çevresini çizin. Bundan sonra, kesin. Mumu yakın ve madeni parayı pense ile tutun, mum alevinin hemen üzerine konumlandırın (bu tür deneyleri gerçekleştirmek için bir yetişkinin yanında olun).
Birkaç dakika sonra parayı strafor tepsisine koyun ve straforu erittikten sonra boyutunun küçüldüğünü fark edeceksiniz. Isıtılmış ve soğuk madeni paraların boyutlarını karşılaştırmak için, ısıtılmış madeni paranın oluşturduğu deliği ve kesilen strafor parçasını yan yana yerleştirin.
Bir başka ilginç deney, bir çembere ve çemberden biraz daha büyük bir yarıçapa sahip metalik bir küreye sahip olmaktır. Oda sıcaklığında küre çemberin içinden geçemez, ancak çemberi ısıttığımızda termal genleşme nedeniyle iç alanı artar ve küre çemberin içinden geçebilecektir:
Başka bir olasılık da, kapağı takılı bir tencereyi ısıtarak açmaya çalışmak ve alanını genişletmektir:
çözülmüş alıştırmalar
Soru 1) 0,05 m² dikdörtgen bir sac, güneş ışığı ile ısıtıldığında, sıcaklığı 75ºC'ye ulaşana kadar 25ºC sıcaklığa sahiptir. Levhayı oluşturan malzemenin yüzey genleşme katsayısı 2.0.10'a eşittir.-4 ºC-1, bu plakanın alanındaki değişim ne kadar olacak?
a) 0.0575 m²
b) 0.0505 m²
c) 1500 m²
d) 0.750 m²
e) 0,550 m²
geri bildirim: Mektup B
çözüm:
Sac levhanın son alanını bulmak için aşağıdaki yüzey genişleme formülünü kullanacağız:
Alıştırmada sağlanan verileri formüle ekleyeceğiz:
Alıştırma tarafından sağlanan verilere göre, bu metal levhanın son alanı 0,505 m² olacaktır, bu nedenle doğru alternatif harftir. B.
Soru 2) Belirli bir malzemenin doğrusal genleşme katsayısı 1.5.10'dur.-5 °C-1, aynı malzemenin yüzey genleşme katsayısı:
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
geri bildirim: Mektup Ç
Çözüm:
Bu alıştırmayı çözmek için, farklı simetrilere sahip iki cismin birbirine benzediğini unutmayın. Aynı saf maddenin termal genleşme katsayıları arasında aşağıdaki ilişkiyi koruyun:
Bu nedenle, doğru alternatif harftir. Ç.
Soru 3) 0,4 m²'lik bir levha ve 2.0.10'a eşit yüzey genleşme katsayısı-5 °C-1 20ºC'den 200ºC'ye ısıtılır. Bu plaka için alandaki yüzde artışını belirleyin.
a) %0.36
b) %35
c) %25
d) %0.25
e) %5
geri bildirim: Mektup bu
çözüm:
Önce yüzey genişleme formülünü kullanarak plakanın maruz kaldığı genişleme modülünü hesaplayalım:
Alıştırma tarafından sağlanan verileri kullanarak aşağıdaki hesaplamayı yapmamız gerekecek:
Bu kararda, ilk olarak plaktan kaynaklanan genişlemenin ne olduğunu hesaplıyoruz. Daha sonra, plakanın genişlemesi ile başlangıç alanının toplamı olan plakanın son alanı ile plakanın başlangıç alanı arasındaki oranı yaptık. Elde edilen değeri 100 ile çarptıktan sonra, yeni alanın bir öncekine göre yüzdesini buluyoruz: 100.036, yani: plakanın alanı% 0.36 arttı.
Benden. Rafael Helerbrock
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial.htm