linear na pagpapalawak

linear na pagpapalawak ay ang pagtaas ng volume na nangyayari sa isang dimensyon lamang, sa haba nito. Ito ay isang eksklusibong proseso ng mga solidong materyales na napapailalim sa thermal heating.

Ang isang simpleng halimbawa ng thermal expansion ay makikita sa mga riles ng tren. Ang mga ito ay napapailalim sa napakataas na temperatura habang dumadaan ang mga sasakyan, at ang pagkabalisa ng kanilang mga atomo ay nagiging sanhi ng pagpapalawak ng riles.

Ang mga daang-bakal, gayunpaman, ay may puwang upang maramihan. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa pagitan nila ay may mga sadyang maliliit na puwang na magkasama, kung wala sila ay yumuko.

Linear dilation Paano ito kinakalkula?

ΔL = L0 0.α.Δθ

Saan

ΔL = Pagkakaiba-iba ng haba
L0 0 = paunang haba
α = Coefficient ng linear expansion
Δθ = pagkakaiba-iba ng temperatura

Linear expansion coefficients

Ang pagtaas ng laki ng katawan ay proporsyonal sa pagtaas ng temperatura ng katawan., iyon ay, mas mataas ang temperatura, mas malaki ang pamamaga.

Bilang karagdagan, ang pagpapalawak ay nakasalalay din sa uri ng materyal na kung saan ginawa ang katawan, kaya napakahalaga na isaalang-alang ang kaukulang mga coefficient.

Ang takbo ng Ang mga materyales na tumaas sa dami ay ipinahiwatig ng mga coefficient. Suriin ang talahanayan at alamin kung aling materyal ang pinakamalawak sa pagkakalantad sa init:

Bakal11.10-6
Aluminum22,10-6
Copper17.10-6
Pinagpalit12.10-6
Humantong27,10-6
Hierro12.10-6
karaniwang baso8.10-6
salamin ng pyrex3.2.10-6

Sa mga solidong nakalista sa talahanayan sa itaas, ang pinakamababang namamaga ay ang Pyrex, na may pinakamababang coefficient, habang ang lead ay nagsasagawa ng may pinakamataas na coefficient.

Superficial Expansion at Volumetric Expansion

Bilang karagdagan sa linear expansion, ang thermal expansion ay inuri sa dalawang iba pang mga uri:

  • pagluwang ng ibabaw, na ang dimensyon ay makikita sa haba at lapad.
  • Dilatation volumetric, na ang dimensyon ay makikita hindi lamang sa haba at lapad, kundi pati na rin sa lalim.

Nalutas ang mga ehersisyo

1. Gaano katagal tatagal ang isang 2m concrete bar sa 30°C pagkatapos malantad sa temperaturang 50°C?

Una, tanggalin natin ang data mula sa deklarasyon:

  • Ang paunang haba (L0 0) ay 2m
  • Ang koepisyent ng pagpapalawak ng kongkreto (α) ay 12.10-6
  • Ang paunang temperatura ay 30ºC, habang ang panghuling temperatura ay 50ºC.

ΔL = L0 0.α.Δθ
ΔL = 2.12.10-6(50-30)
ΔL = 2.12.10-6. (20)
ΔL = 2.12.20.10-6
ΔL = 480.10-6
ΔL = 0.00048

Ang 0.00048 ay ang pagkakaiba-iba ng haba. Upang malaman ang huling sukat ng kongkretong bar, dapat nating idagdag ang paunang haba kasama ang pagkakaiba-iba nito:

L = L0 0+ ΔL
L = 2 + 0.00048
L = 2,00048m

2. Ang isang tansong kawad ay 20m ang haba sa temperatura na 20°C. Kung ang temperatura ay tumaas sa 35°C, ano ang magiging haba nito?

Una, tanggalin natin ang data mula sa deklarasyon:

  • Ang paunang haba (L0 0) ay 20m
  • Ang koepisyent ng pagpapalawak ng tanso (α) ay 17.10-6
  • Ang paunang temperatura ay 20ºC, habang ang panghuling temperatura ay 35ºC.

ΔL = L0 0.α.Δθ
ΔL = 20.17.10-6(35-20)
ΔL = 20.17.10-6. (15)
ΔL = 20.17.15.10-6
ΔL = 5100.10-6
ΔL = 0.0051

Ang 0.0051 ay ang pagkakaiba-iba ng haba. Upang malaman ang huling sukat ng tansong cable, dapat nating idagdag ang paunang haba kasama ang pagkakaiba-iba nito:

L = L0 0+ ΔL
L = 20 + 0.0051
L = 20.0051m