Koeficijent linearne ekspanzije - možete izračunati sve

Svatko, zacijelo, upoznat je s kucnim kotačima. Ili zvuk tramvaja. Svatko zna da je razlog za to jaz na spoju između tračnica. A za ono što je napravljeno? Odgovor je jednostavan - nadoknaditi širenje tračnica kod zagrijavanja. Također je poznata činjenica da, kada se grije, tijela se šire, a kada se ohlade, oni se ugovore. Mjera ove ekspanzije ili kontrakcije je koeficijent linearne ekspanzije.

Molekularna teorija ekspanzije tijela tijekom zagrijavanja objašnjava povećanjem brzine kretanja atoma i molekula tvari. Kao rezultat toga, u kristalnoj rešetki amplituda oscilacije atomi se povećavaju, a kao posljedica toga povećavaju se linearne dimenzije tijela. Koliko će se povećati, može se odrediti pomoću formule u kojoj se primjenjuje koeficijent linearne ekspanzije.

Sada moramo objasniti fizičko značenje koeficijenta. Pokazuje koliko se duljina tijela povećava za 1 ° C kada se zagrije. Ova vrijednost je beznačajna i ima za svaki materijal. Dakle, koeficijent linearne ekspanzije čelika je 0.000011 po 1 ° C. Koja je stvarno slična vrijednost, možete shvatiti jednostavnim primjerom. Ako se Zemlja omota oko Zemlje željeznom žicom, čija je duljina 40000 km, a zatim s povećanjem temperature od 1 ° C, duljina žice će se povećati za 400 metara.

Koeficijent linearne ekspanzije iznimno je važan za bilo kojeg inženjera. Omogućuje vam da uzmete u obzir promjenu veličine tijela s padom temperature. Dakle, ako tijekom godine temperatura u gradu varira od plus pedeset stupnjeva Celzijusa do minus pedeset stupnjeva Celzija, to će uzrokovati značajne promjene u dužini iste tračnice. Ako su kontinuirani, rezultat će biti njihovo savijanje. Ovdje da izbjegnete ovaj fenomen i napravite prazninu između tračnica kad su položene.

Za različite materijale, vrijednost koeficijenta će biti drugačija. Za čelik se već daje njegova vrijednost, a koeficijent linearne ekspanzije aluminija je 0.0000024 po 1 ° C.

Međutim, gore navedeni zaključci i primjeri pate od određene jednostranosti. Kada govorimo o povećanju veličine tijela kada se griju, ne samo povećava dužina nego i druge dimenzije - širina i visina. Povećanje veličine će dovesti do povećanja volumena, a onda se može govoriti o volumetrijskoj ekspanziji tijela. Međutim, takav je pojam više vjerojatno da će se primjenjivati ​​na krutinu, već na tekućine.

Jednostavan eksperiment koji će to potvrditi, može učiniti svaku pojedinačnu. Stavite kuhalo na vatru, napunjenu vodom do vrha. Kad se voda zagrije, to će povećati volumen i "pobjeći" iz kotla. Ali postoji pozitivna upotreba tog učinka. Svatko je upoznat s tekućim termometrom - tom ulicom, onom medicinskom. Također se temelje na učinku povećanja volumena kada se zagrijavaju.

U tehnologiji, ponekad zanemarujući ovo povećanje, dolazi do žalosnih posljedica. Kako bi nadoknadila povećanje, potrebno je koristiti posebne mjere. Mnogi su morali vidjeti dugačak red cijevi (cjevovodi), položio na površinu. Odjednom na jednako mjesto cijevi tvore ogroman cik-cak. Ovo nije jednostavan cik-cak, njegova je veličina strogo definirana, u izračunu koeficijent linearno širenje. Sličan cik-cak je napravljen da kompenzira linearni uvećanje dimenzije cijevi.

Također možete dati mnoge primjere korištenja linearnih i volumetrijskih ekstenzija u tehnici, ali gore navedeni primjeri dovoljni su za razumijevanje suštine fenomena. Naravno, anomalno ponašanje nekih tvari, iste vode, vrlo je znatiželjno. Na njemu pri zamrzavanju volumen se ne smanjuje, ali se povećava. Ovo će biti još jedan čimbenik koji potvrđuje jedinstvena svojstva vode.

Dakle, u ovom članku, na temelju najjednostavnijih i najreprezentativnijih primjera iz života, koncept se definira kao linearna ekspanzija tijela i koeficijent linearne ekspanzije. Dane su primjere korištenja proširenja u inženjerskom i svakodnevnom životu, te se navode koncepti reda veličine navedenog koeficijenta.