Коефициентът на линейно разширение, и примери с формула

Определяне на формула и коефициент на линейно разширение

С увеличаване на температурата, разширяването на твърдото вещество, което се нарича топлинно разширение. Тя е разделена на линейните и обемния термично разширение.

Коефициентът на линейно разширение се нарича физическа величина, която характеризира промяната в линейните размери на твърдото тяло при промяна на температурата. Функционира нормално означава коефициент на линейно разширение. Означаваме си коефициент линейно разширение се отнася до характеристиките на термично разширение на материала.

Да приемем, че първоначалната дължина на тялото е равна на - увеличи удължение при телесна температура, в такъв случай се определя от формулата:

Коефициент на линейно разширение е характеристика на удължение (), която се проявява с увеличаване на телесната температура чрез 1K.

Използване на коефициент на линейно разширение

Коефициентът на линейно разширение се използва за намиране на дължината на тялото (), след нагряване. тя се приема:

Формула (2) може да се използва за намиране на дължината на тялото, тъй като се охлажда.

Стойността зависи от материала, от който е направено тялото. В много от случаите.

Размер обикновено зависи от температурата. Емпирично установява, че едно и също тяло при високи температури, се подлага на термично разширение по-голям, отколкото при ниски температури. Но в повечето случаи се пренебрегва, и вярвам, че промяна в размера на тялото е пропорционална на температурата.

За стойността на коефициента на линейно разширение е измерената дължина прът () на материала, който се изучава. В този случай температурата на прът се поддържа равномерно навсякъде. Температурата се повишава с определен размер и измерената удължението на пръчката, която причинява повишаване на температурата. За промяна на малкото количество прилага удължение, например микроскоп. В единия край на пръта и се фиксира в микроскоп за наблюдение на движението на другия край с отопление.

Отбелязано е, че коефициентът на линейно разширение може да се разглежда като постоянно, независимо от температурата, когато само малки температурни промени. Така, желязо при температура о ° С; при 0 ° С; при 600 ° С Следователно формула (2) се използва за малки количества, като се използва линеен коефициент стойност разширение за съответния температурен обхват.

мерни единици

Основната единица за измерване на коефициента на линейно разширение в SI единици е:

Примери за решаване на проблеми

Има две ленти с еднаква дължина, при температура от 0 ° С Пръчките са направени от цинк и желязо. При температура 100 ° С, тяхната дължина се различава от 1 mm. Какво е първоначалната дължина на пръчките?

При промяна на температурата от 0 ° С до 100 ° С с дължина на прътите да варират в съответствие с израза:

където продължителността на всеки от прътите при температура от 0 о. - дължината на пръта на цинк при 100 ° С, - дължината на пръта от желязо при 100 ° С

Изважда от (1,1) на експресията (1.2), ние получаваме:

От (1.4) се експресират желаната дължина, ние получаваме:

Стойности на линейно разширение коефициентите на съответните материали да се вземат референтната таблица: превод система SI г = 1mm = М извършват изчислението .:

Дължината на метален прът (в ° С) при температура равна. Това е удължението на бара при температура.

Като основа за решаването на използване на правото на линейно разширение:

където - дължината на пръта на температурата, - дължината на пръта на температурата. ,

Удължаването на пръта може да се намери чрез изваждане от получавате:

Ние заменен в (2.3) на експресията на (2.1):

Имайте предвид, че стойността на знаейки, че ред означава, че формула (2.4) може да бъде трансформиран до: