Zgjerim termik të trupave të ngurtë dhe lëngjeve

Është e njohur se nën veprimin e grimcave ngrohjes përshpejtojë lëvizjen e saj të rastit. Nëse ju ngrohjes me gaz, molekulat që përbëjnë atë, vetëm të fluturojnë larg nga njëri-tjetri. Lëngshme nxehtë është rritja e parë në vëllimin, dhe pastaj të fillojë të zhduket. Dhe çfarë do të ndodhë me solids? Jo çdo njëri prej tyre mund të ndryshojë gjendjen e tyre të grumbullimit.

Zgjerimi termik: Përkufizimi

Zgjerimi termik - një ndryshim në madhësinë dhe formën e ndryshimeve të temperaturës trupore. Matematikisht, mund të llogarisim koeficientin e zgjerimit të vëllimit, duke i lejuar për të parashikuar sjelljen e gazeve dhe lëngjeve në ndryshimin e kushteve të jashtme. Për të marrë rezultate të njëjta për solids, është e nevojshme për të marrë parasysh koeficientin e zgjerimit lineare. Fizikanët kanë identifikuar një seksion të tërë për këtë lloj të kërkimit dhe e quajti atë dilatometry.

Inxhinierët dhe arkitektët duhet njohuri në lidhje me sjelljen e materialeve të ndryshme nën temperatura të larta dhe të ulëta për projektimin e ndërtesave, duke hapur rrugët dhe tuba.

zgjerimin e gazeve

zgjerimi termik është shoqëruar me zgjerimin e gazeve në vëllimin hapësirë. Ajo vuri në dukje natyralistë-filozofët në kohët e lashta, por për të ndërtuar llogaritjet matematikore të ndodhë vetëm në fizikën moderne.

Para së të gjitha shkencëtarëve interesuar në zgjerimin e ajrit, si ajo dukej atyre një detyrë e realizueshme. Ata janë kaq zell mori rastin, i cili ka marrë rezultate mjaft kontradiktore. Natyrisht, një rezultat i tillë nuk kënaq komunitetin shkencor. Saktësi e matjes varet nga termometër çfarë është përdorur, presion, dhe shumë kushte të tjera. Disa fizikanë kanë ardhur edhe për të besuar se zgjerimi i gazrave nuk varet nga ndryshimet e temperaturës. Ose kjo varësi nuk është e plotë ...

Puna e Dalton dhe Gay-Lussac

Fizikanët kanë vazhduar për të argumentuar veten ngjirur ose kanë braktisur matjen, nëse jo Dzhon Dalton. Ai dhe një tjetër fizikan Gay-Lussac, në të njëjtën kohë në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri ishin në gjendje për të marrë rezultate të njëjta matjes.

Lussac ishte duke u përpjekur për të gjetur shkakun e një numri kaq të madh të rezultateve të ndryshme dhe vuri në dukje se disa instrumente në kohën e përvojës ishte uji. Natyrisht, gjatë ngrohjes është shndërruar në avull dhe të ndryshuar sasinë dhe përbërjen e gazit test. Prandaj, gjëja e parë që e bëri shkencëtari - është tërësisht e thatë të gjitha mjetet, të cilat janë përdorur për eksperiment, dhe përjashtoi edhe një përqindje minimale të lagështisë së gazit test. Disa përvoja e parë ishin më të rëndësishme pas gjithë këtyre manipulimeve.

Dalton marrë me këtë çështje më shumë se kolegët e tij dhe publikoi rezultatet në fillim të shekullit XIX. Ajo ajrit të thata avujt e acidit sulfurik dhe pastaj ngrohjen atë. Pas një seri eksperimentesh, John erdhi në përfundim se të gjitha gazrat dhe me avull është zgjeruar me një faktor prej 0.376. Lussac Ne mori numrin 0,375. Ky ishte rezultat i hetimit zyrtar.

Presioni i avullit të ujit

zgjerimi termik i gazrave varet elasticitetin e tyre, dmth aftësia për të kthyer në vëllim origjinal. I parë për të shqyrtuar këtë çështje ishte Ziegler në mes të shekullit të tetëmbëdhjetë. Por rezultatet e eksperimenteve të tij janë shumë të ndryshme. Shifrat më të besueshme ishte Dzheyms Uatt, e cila është përdorur për temperaturë të lartë bojler Papin, dhe për të ulët - barometër.

Në fund të fizikanti francez të shekullit XVIII Prony përpjekur të nxjerrin një formulë të vetme që do të përshkruajnë elasticitetin e gazit, por doli i rëndë i rastësishëm dhe të vështirë për t'u përdorur. Dalton vendosi të empirike të verifikuar të gjitha llogaritjet, duke përdorur një barometër kromi. Përkundër faktit se temperatura në të gjitha eksperimentet ishte i njëjtë, rezultatet ishin shumë të sakta. Kështu që ai botoi ato në formën e një tavolinë në një libër mësimi fizikës.

Teoria e avullimit

zgjerimi termik i gazrave (të tilla si teoria fizike) ka pësuar ndryshime të ndryshme. Shkencëtarët janë përpjekur për të marrë në proceset kryesore që prodhojnë avull. Këtu përsëri, ne kemi shënuar një fizikan i njohur Dalton. Është conjectured se ndonjë hapësirë të gazit është i ngopur me avujve pavarësisht nëse i pranishëm në rezervuar (brendshme) çfarëdo gazi tjetër ose avulli. Prandaj, ne mund të konkludojmë se lëngu nuk do të zhduket vetëm vjen në kontakt me ajrin atmosferik.

kolonë të presionit të ajrit në sipërfaqe të lëngshme rrit hapësirën midis atomeve, lotim tyre veç e veç dhe avullohet d.m.th. ajo promovon formimin e avullit. Por çifti molekula vazhdon të veprojë forcën e gravitetit, kështu që shkencëtarët mendonin se presioni atmosferik nuk ndikon avullimit të lëngjeve.

zgjerimin e lëngjeve

lengje termale zgjerim hetohen paralelisht me zgjerimin e gazrave. Hulumtimet shkencore të angazhuar në të njëjtat shkencëtarët. Për ta bërë këtë, ata përdorin një aerometry termometër, komunikimi anije dhe mjete të tjera.

Të gjitha eksperimentet së bashku dhe individualisht hodhi poshtë teorinë e Dalton që lëngu uniforme zgjeron në proporcion me katrorin e temperaturës në të cilën ata janë të nxehtë. Sigurisht, marrëdhënia më e lartë temperatura, aq më i madh vëllimi i lëngjeve, por direkte nuk ishte mes tyre. Dhe shkalla e zgjerimit për të gjitha lëngjet ishte ndryshe.

zgjerimit termik të ujit, për shembull, fillon në zero gradë Celsius dhe shtrihet me uljen e temperaturës. Më parë, këto rezultate eksperimentale e lidhur me faktin se vetë uji nuk zgjerohet, dhe enë është tapered, në të cilën ajo është e vendosur. Por, disa kohë më vonë, fizikan Deluca ende vijnë në përfundim se duhet të kërkohet arsyeja në të lëngshme. Ai vendosi për të gjetur temperaturën e densitetit të saj maksimale. Megjithatë, ai nuk pati sukses për shkak të lënë pas dore disa detaje. Rumfort, i cili e ka studiuar këtë fenomen, ka gjetur se dendësia maksimale e ujit është vërejtur në rangun e 4 deri në 5 gradë Celsius.

zgjerim termik të organeve

Në të trupave të ngurtë, mekanizmi kryesor është për të ndryshuar amplituda e zgjerimit te hekurave kristal. Me fjalë të thjeshta, atomet që përbëjnë materialin dhe janë shoqëruar fort midis tyre, të fillojë për të "shkundur".

I ligjit i organeve termale zgjerimit formuluar si vijon: çdo trup me një L linear dimension në procesin e ngrohjes më DT (delta T - diferenca ndërmjet temperaturës fillestar dhe final) zgjerohet nga një sasi dL (delta L - është një derivat i koeficienti i zgjerimit lineare termike në gjatësi të objektit dhe diferencës temperatura). Ky është versioni i thjeshtë i ligjit, i cili si parazgjedhje merr parasysh se trupi është zgjeruar në të gjitha drejtimet në të njëjtën kohë. Por, për punë praktike duke përdorur llogaritje shumë më i rëndë, pasi që në realitet, materialet nuk sillen fizikës si të simuluar dhe matematikë.

zgjerim termike binarin

Për hedhjen udhë hekurudhore ka tërhequr gjithmonë fizikantë inxhinierë, pasi ata mund të llogarisin saktësisht se sa distanca duhet të jetë midis lidhjeve të binarët në ngrohje apo ftohje rrugë nuk është deformuar.

Siç u përmend më lart, zgjerimin linear termik të zbatueshme për të gjitha solids. Dhe binarët nuk ishte përjashtim. Por nuk është një detaj. Ramp lirisht ndodh në qoftë se trupi nuk është prekur nga forca e fërkimit. Binarët janë të fiksuara për Sleepers dhe binarët janë ngjitur për të ngjitur, kështu që ligji, i cili përshkruan ndryshimin në gjatësi, lejon për tejkalimin e pengesave në formën e rrjedhshëm, dhe rezistenca prapanicë.

Nëse hekurudhor nuk mund të ndryshojë gjatësinë e saj, me një ndryshim në temperaturë ajo rrit stresin termike, e cila ose mund të shtrihet apo të compress atë. Kjo dukuri është përshkruar me ligj Hooke 's.