Coeficient de expansiune liniară - puteți calcula totul

Toată lumea, cu siguranță, este familiarizată cu lovirea roților vagonului. 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 în timpul încălzirii se explică prin creșterea vitezei de mișcare a atomilor și a moleculelor de materie. Ca rezultat, în rețeaua de cristal amplitudinea oscilației atomul creste si, ca o consecinta, cresc 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 fizic al coeficientului. 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 de oțel este de 1 ° 0.000011 acompaniat de C. Ce este o valoare foarte asemănătoare, puteți înțelege printr-un exemplu simplu. Dacă sârma folie de fier ecuatorul Pământ a cărui lungime este de 40.000 km, temperatura crește cu 1 ° C, se va mări lungimea firului în 400 de metri.

Coeficientul de dilatare liniară este extrem de important pentru orice inginer. Vă permite să țineți cont de schimbarea dimensiunii corpului cu o scădere a temperaturii. Deci, dacă în timpul anului temperatura din oraș va varia de la plus cincizeci grade Celsius la minus cincizeci de grade Celsius, acest lucru va provoca 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 suferă o anumită simțire. 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 despre 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 face fiecare independent. 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 tehnologie, ignorarea uneori a acestei creșteri duce la consecințe triste. Pentru a compensa creșterea, trebuie luate măsuri speciale. Mulți oameni trebuiau să vadă un rând lung conducte (conducte), așezate pe suprafață. Și dintr-o dată într-un loc egal, conductele formează un zig-zag imens. Acesta nu este un simplu zig-zag, magnitudinea lui este strict definită, în calculul a fost coeficientul expansiune lineară. Un zig-zag similar este făcut pentru a compensa mărirea liniară dimensiunile conductelor.

Puteți da în continuare mai multe exemple de utilizare a tehnicii de dilatare liniară și volumetrică, dar aceste exemple este suficientă pentru a înțelege esența 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.

Astfel, în acest articol, pe baza exemplelor cele mai simple și mai grafice din viață, un concept este definit ca expansiunea 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 ordine de mărime ale coeficientului menționat.