Coeficient de expansiune liniară - puteți calcula totul

formare

Toată lumea, cu siguranță, este familiarizată cu apăsarea încărcăturilorroți. Sau sunetul roților de tramvai. Toată lumea știe că motivul pentru aceasta este decalajul de la intersecția dintre șine. Și pentru ce se face? Răspunsul este simplu - pentru a compensa dilatarea șinelor atunci când sunt încălzite. De asemenea, este binecunoscut faptul că atunci când sunt încălzite, corpurile se extind și, când se răcesc, se contractă. O măsură a acestei extinderi sau contracții este coeficientul de expansiune liniară.

Teoria moleculară a expansiunii corpului la încălzirese explică printr-o creștere a vitezei de mișcare a atomilor și a moleculelor de materie. Drept urmare, în laturile cristaline crește amplitudinea oscilațiilor atomilor și, ca o consecință, crește dimensiunile liniare ale corpului. Și cât de mult va avea loc creșterea poate fi determinată utilizând o formulă în care se aplică coeficientul de dilatare liniară.

Acum trebuie să explicăm sensul fizicfactor. Acesta arată cât de mult crește lungimea corpului cu 1 ° C când este încălzit. Această valoare este nesemnificativă și are propriile sale valori pentru fiecare material. Astfel, coeficientul de dilatare liniară a oțelului este de 0.000011 la 1 ° C. Ce este o valoare foarte asemănătoare, puteți înțelege printr-un exemplu simplu. Dacă Pământul este înfășurat în jurul Pământului cu un fir de fier, lungimea căruia este de 40000 km, atunci cu o creștere a temperaturii de 1 ° C, lungimea firului va crește cu 400 de metri.

Coeficientul de expansiune liniară este extrem de mareeste important pentru orice inginer. Vă permite să țineți cont de schimbarea dimensiunii corpului cu o scădere a temperaturii. Deci, dacă pe parcursul unui an temperatura din oraș se va schimba de la cincizeci de grade Celsius până la minus cincizeci de grade Celsius, aceasta va cauza schimbări semnificative în lungimea acelorași șine. Dacă acestea sunt continue, rezultatul va fi îndoirea lor. Aici, pentru a evita acest fenomen, faceți un gol între șine atunci când sunt așezate.

Pentru diferite materiale, valoarea coeficientului va fi diferită. Pentru oțel, valoarea sa a fost deja dată, iar coeficientul de dilatare liniară a aluminiului este de 0.0000024 la 1 ° C.

Cu toate acestea, raționamentul și exemplele de mai sus suferăunilatență. Când vorbim despre creșterea dimensiunilor corpului atunci când este încălzită, crește nu numai lungimea, ci și alte dimensiuni - lățimea și înălțimea. Creșterea mărimii va duce la o creștere a volumului, iar apoi se poate vorbi de o expansiune volumetrică a corpurilor. Cu toate acestea, o astfel de noțiune este mai probabil să nu se aplice substanțelor solide, ci lichidelor.

Un experiment simplu care va confirma acest lucru,poate să-i faceți pe fiecare însuți. Puneți un ceainic pe foc, plin cu apă până la vârf. Când se încălzește apa, va crește în volum și va "fugi" de la cazan. Dar există o utilizare pozitivă a acestui efect. Toată lumea cunoaște termometrele lichide - acea stradă, acel medical. Acestea sunt, de asemenea, construite pe efectul creșterii volumului la încălzire.

În inginerie, uneori ignorând astfelcreșterea conduce la consecințe triste. Pentru a compensa creșterea, trebuie luate măsuri speciale. Mulți trebuiau să vadă un lung șir de țevi (conducte) așezate de-a lungul suprafeței. Și dintr-o dată într-un loc egal, conductele formează un zig-zag imens. Aceasta nu este o simplă în zig-zag, valoarea sa este strict definit, a fost utilizat la calculul coeficientului de dilatare liniară. Este ca o linie în zig-zag pentru a compensa creșterea dimensiunii țevii.

Puteți da și multe exempleutilizarea în tehnica extinderilor liniare și volumetrice, dar exemplele date sunt suficiente pentru înțelegerea esenței fenomenului. Desigur, comportamentul anormal al unor substanțe, aceeași apă, este foarte curios. În timpul înghețării, volumul nu scade, ci crește. Acesta va fi un alt factor care confirmă proprietățile unice ale apei.

Deci, în acest articol, bazat pe cele mai simple șiExemplele vizuale din viață sunt definite ca o expansiune liniară a corpurilor și coeficientul de expansiune liniară. Sunt date exemple de utilizare a prelungirii în inginerie și în viața de zi cu zi și sunt date conceptele de ordinul magnitudinii coeficientului menționat.