Koeficient linearne ekspanzije - vse lahko izračunate

Vsak, seveda, je seznanjen s prisluškovanjem vagonskih koles. Ali zvok tramvajskih koles. Vsi vedo, da je razlog za to razkorak na stičišču med tirnicami. In za kaj je narejeno? Odgovor je preprost - kompenzirati širjenje tirnic med segrevanjem. Prav tako je znano dejstvo, da se telo pri segrevanju razširijo, in ko se ohladi, se sklenejo. Meritev tega širjenja ali krčenja je koeficient linearne ekspanzije.

Molekulsko teorijo razširjanja telesa med segrevanjem je razloženo s povečanjem hitrosti gibanja atomov in molekul snovi. Kot rezultat, v kristalni rešetki amplituda nihanja se povečajo atomi in posledično povečajo linearne dimenzije telesa. In koliko se bo povečanje zgodilo, se lahko določi z uporabo formule, v kateri se uporabi koeficient linearne ekspanzije.

Zdaj moramo pojasniti fizični pomen koeficienta. Prikazuje, koliko se telesna dolžina pri segrevanju poveča za 1 ° C. Ta vrednost je nepomembna in ima lastno lastnost za vsak material. Tako je koeficient linearne ekspanzije jekla 0,000011 na 1 ° C. Kakšna resnična vrednost je, lahko razumete z enostavnim primerom. Če je Zemlja ovita okoli Zemlje z železno žico, katere dolžina je 40000 km, nato s povečanjem temperature za 1 ° C, se dolžina žice poveča za 400 metrov.

Koeficient linearne ekspanzije je izjemno pomemben za vsakega inženirja. Omogoča vam, da upoštevate spremembo velikosti telesa s padcem temperature. Torej, če se bo med letom temperatura v mestu spremenila od plus petdeset stopinj Celzija do minus petdeset stopinj Celzija, bo to povzročilo znatne spremembe v dolžini istih tirnic. Če so neprekinjene, bo rezultat njihov upogib. Tukaj, da bi se izognili temu pojavu, in naredite vrzel med tirnicami, ko so položeni.

Za različne materiale bo vrednost koeficienta drugačna. Za jeklo je bila že navedena vrednost, koeficient linearne ekspanzije aluminija pa je 0,0000024 na 1 ° C.

Vendar zgornji argumenti in primeri trpijo zaradi določene enostranskosti. Ko govorimo o povečanju velikosti telesa pri segrevanju, ne le povečuje dolžino, temveč tudi druge dimenzije - širino in višino. Povečanje velikosti bo pripeljalo do povečanja obsega, nato pa lahko govorimo o volumetrični ekspanziji teles. Vendar se takšen pojem verjetno nanaša ne le na trdne snovi, temveč tudi na tekočine.

Preprost poskus, ki to potrdi, lahko naredi vsak neodvisno. Postavite kotel na ogenj, napolnjeno z vodo do samega vrha. Ko se voda segreje, se bo zvišala in "pobegnila" iz kotlička. Toda ta učinek je pozitiven. Vsi so seznanjeni s tekočimi termometri - to ulico, to medicinsko. Prav tako so zgrajeni na učinkih povečanja glasnosti pri segrevanju.

V tehnologiji včasih neupoštevanje tega povečanja vodi do žalostnih posledic. Da bi nadomestili povečanje, je treba uporabiti posebne ukrepe. Mnogi ljudje so morali videti dolgo vrsto cevi (cevovod), na površini. In nenadoma na enakem mestu cevi tvorijo velik cikcak. To ni preprost cikcak, njegov obseg je strogo opredeljen, pri izračunu je bil koeficient linearna ekspanzija. Podoben cikcak je narejen za kompenzacijo linearne povečave dimenzije cevi.

Prav tako lahko navedete številne primere uporabe linearnih in volumetričnih podaljšanj v tehniki, vendar zgornji primeri zadoščajo za razumevanje bistva tega pojava. Seveda je neobičajno vedenje nekaterih snovi, enake vode, zelo radovedno. Pri tem pri zamrznitvi se volumen ne zmanjša, ampak se poveča. To bo še en dejavnik, ki potrjuje edinstvene lastnosti vode.

Torej, v tem članku, ki temelji na najpreprostejših in najbolj grafičnih primerih življenja, je koncept definiran kot linearna širitev teles in koeficient linearne ekspanzije. Podani so primeri uporabe razširitve v inženirstvu in v vsakdanjem življenju ter podani koncepti velikosti navedenega koeficienta.