Linjær ekspansionskoefficient - du kan beregne alt

Alle er selvfølgelig bekendt med aflastningen af ​​carloadshjul. Eller lyden af ​​sporvognens hjul. Alle ved, at årsagen til dette er kløften ved krydset mellem skinnerne. Og for hvad det er lavet? Svaret er enkelt - at kompensere for udvidelsen af ​​skinnerne, når de opvarmes. Det er også et velkendt faktum, at når de opvarmes, ekspanderer organerne, og når de afkøles, kommer de sammen. Et mål for denne udvidelse eller sammentrækning er koefficienten for lineær ekspansion.

Molekylær teori om kropsudvidelse ved opvarmningforklares af en stigning i bevægelseshastigheden for atomer og molekyler af materie. Som et resultat øges amplitude af oscillationerne i atomerne i krystalgitteret, og som følge heraf øges kroppens lineære dimensioner. Og hvor meget stigningen vil ske kan bestemmes ved hjælp af en formel, hvori lineær ekspansionskoefficient anvendes.

Nu skal vi forklare den fysiske betydningfaktor. Det viser, hvor meget kroppens længde stiger med 1 ° C, når den opvarmes. Denne værdi er ubetydelig og har sin egen for hvert materiale. Således er koefficienten for lineær ekspansion af stålet 0.000011 pr. 1 ° C. Hvad en virkelig ens værdi er, kan du forstå ved et simpelt eksempel. Hvis Jorden er viklet rundt om Jorden med en jerntråd, hvis længde er 40000 km, så med en temperaturforøgelse på 1 ° C, vil ledningens længde stige med 400 meter.

Linjær ekspansionskoefficient er ekstremter vigtigt for enhver ingeniør. Det giver dig mulighed for at tage højde for ændringen i kropsstørrelse med et temperaturfald. Så hvis der i løbet af et år ændres temperaturen i byen fra plus 50 grader Celsius til minus 50 grader Celsius, vil dette medføre betydelige ændringer i længden af ​​de samme skinner. Hvis de er vedvarende, bliver resultatet deres bøjning. Her for at undgå dette fænomen, og lav et hul mellem skinnerne, når de lægges.

For forskellige materialer vil værdien af ​​koefficienten være anderledes. Til stål er værdien allerede givet, og den lineære udvidelse af aluminium er 0,0000024 pr. 1 ° C.

Men ovenstående begrundelse og eksempler lidernogle ensidighed. Når vi taler om stigningen i kropsstørrelse ved opvarmning, øges ikke kun længden, men også andre dimensioner - bredde og højde. Forøgelsen i størrelse vil føre til en stigning i volumen, og så kan man tale om en volumetrisk udvidelse af legemer. Imidlertid er et sådant begreb mere sandsynligt at anvende ikke på faste stoffer, men til væsker.

Et simpelt eksperiment, der bekræfter dette,kan gøre alle selv. Sæt en kedel på ilden, fyldt med vand til toppen. Når vandet opvarmes, vil det stige i volumen og "løbe væk" fra kedlen. Men der er en positiv anvendelse af denne effekt. Alle er bekendt med flydende termometre - den gade, den medicinske. De er også bygget på effekten af ​​at øge lydstyrken ved opvarmning.

I ingeniørfag, undertiden ignorerer en sådanstigning fører til triste konsekvenser. For at kompensere for stigningen skal der anvendes særlige foranstaltninger. Mange måtte se en lang række rør (rørledning) lagt langs overfladen. Og pludselig på et lige sted danner rørene en stor zigzag. Dette er ikke en simpel zigzag, dens størrelse er strengt defineret, mens lineær ekspansionskoefficient blev brugt i beregningen. En lignende zigzag blev lavet for at kompensere for den lineære stigning i rørens dimensioner.

Du kan også give mange eksemplerbrug i teknikken for lineære og volumetriske forlængelser, men de givne eksempler er tilstrækkelige til at forstå fænomenets essens. Selvfølgelig er den uregelmæssige opførsel af nogle stoffer, det samme vand, meget nysgerrig. Ved frysning falder volumenet ikke, men øges. Dette vil være en anden faktor, der bekræfter vandets unikke egenskaber.

Så i denne artikel, baseret på den enkleste ogVisuelle eksempler fra livet defineres som en lineær ekspansion af kroppe og lineær ekspansionskoefficient. Eksempler på brugen af ​​forlængelsen i teknik og i hverdagen er givet, og begreberne af størrelsesordenen af ​​den nævnte koefficient er angivet.