Espansjoni termali ta 'solidi u likwidi

Huwa magħruf li taħt l-azzjoni ta 'partiċelli sħana taċċellera moviment każwali tagħha. Jekk inti isaħħnu l-gass, il-molekuli li jikkostitwixxu dan, biss jtajru l bogħod minn xulxin. Il-likwidu jissaħħan huwa l-ewwel żieda fil-volum, u mbagħad tibda jevapora. U dak li se jiġri ma 'solidi? Mhux kull wieħed minnhom jista 'bidla istat ta' aggregazzjoni tagħhom.

espansjoni termali: Definizzjoni

espansjoni termali - bidla fid-daqs u forma tal bidliet fit-temperatura tal-ġisem. Matematikament, wieħed jista 'jikkalkula l-koeffiċjent ta' espansjoni volum, li jippermetti li wieħed ibassar l-imġiba ta 'gassijiet u likwidi fil-bdil kundizzjonijiet esterni. Biex tikseb l-istess riżultati għall solidi, huwa meħtieġ li jitqiesu l-koeffiċjent ta 'espansjoni lineari. Fiżiċi identifikaw taqsima sħiħa għal dan it-tip ta 'riċerka u qalu li din dilatometry.

Inġiniera u periti bżonn għarfien dwar l-imġiba ta 'materjali varji taħt temperaturi għoljin u baxxi għad-disinn tal-bini, pavimentar toroq u pajpijiet.

espansjoni ta 'gassijiet

espansjoni termali hija akkumpanjata minn espansjoni ta 'gassijiet fil-volum ispazju. Huwa nnota ambjentalisti-filosofi fi żminijiet antiki, imma biex tibni kalkoli matematiċi jiġri biss fil-fiżika moderna.

L-xjentisti kollha interessati fl-espansjoni tal-arja, kif deher lilhom kompitu fattibbli. Huma hekk zealously ħa l-każ, li rċieva riżultati pjuttost kontradittorji. Naturalment, tali riżultat ma tissodisfax il-komunità xjentifika. Eżattezza ta 'kejl jiddependi fuq termometru dak li kien użat, pressjoni, u ħafna kondizzjonijiet oħra. Ċerti fiżiċi saħansitra wasal biex jemmnu li l-espansjoni tal-gassijiet ma tiddependix fuq bidliet fit-temperatura. Jew din id-dipendenza ma tkunx kompluta ...

Il-ħidma tal Dalton u Gay Lussac-

Fiżiċi komplew jargumentaw infushom maħnuq jew abbandunaw il-kejl, jekk mhux Dzhon Dalton. Huwa u fiżiċista ieħor Gay-Lussac, fl-istess ħin indipendentement minn xulxin kienu kapaċi jiksbu l-istess riżultati tal-kejl.

Lussac kien qed jipprova jsib il-kawża ta 'numru kbir ta' riżultati differenti u nnota li xi strumenti fil-ħin ta 'l-esperjenza kienet l-ilma. Naturalment, waqt it-tisħin hija trasformata fi fwar u l-kwantità u l-kompożizzjoni tal-gass tat-test mibdula. Għalhekk, l-ewwel ħaġa li għamlu l-xjenzat - huwa sewwa nixxef l-għodod, li kienu użati għall-esperiment, u eskluż saħansitra perċentwali minimu ta 'umdità ta' l-gass tat-test. l-ewwel ftit esperjenzi kienu aktar sinifikanti wara dawn manipulazzjonijiet kollha.

Dalton ttrattat din il-kwistjoni aktar mill-kollegi tiegħu u ppubblikat ir-riżultati fil-bidu nett tas-seklu XIX. Hija arja fwar ta 'aċidu sulfuriku imnixxef u mbagħad ssaħħnu. Wara serje ta 'esperimenti, John waslet għall-konklużjoni li l-gassijiet u fwar hija estiża b'fattur ta' 0.376. Lussac Sirna numru 0375. Dan kien ir-riżultat ta 'l-investigazzjoni uffiċjali.

Pressjoni tal-fwar ilma

espansjoni termali tal-gassijiet jiddependi fuq elastiċità tagħhom, jiġifieri l-kapaċità li jirritornaw għall-volum oriġinali. L-ewwel li tesplora l-kwistjoni kienet Ziegler fin-nofs tas-seklu tmintax. Iżda r-riżultati ta 'esperimenti tiegħu huma wisq differenti. Ċifri aktar affidabbli kienet Dzheyms Uatt, li huwa użat għal kaldaruni temperatura għolja Papin, u għal baxx - barometru.

Fl-aħħar tas-seklu XVIII fiżiċista Franċiż Prony attentat biex tkun derivata formula waħda li jiddeskrivu l-elastiċità tal-gass, iżda rriżulta diffiċli fard u diffiċli biex jintużaw. Dalton iddeċieda li empiriku jivverifika kalkoli kollha, bl-użu barometru sifun. Minkejja l-fatt li t-temperatura fl-esperimenti kollha kien l-istess, ir-riżultati kienu preċiż ħafna. Hekk hu ppubblikat fil-forma ta 'tabella fi textbook fiżika.

It-teorija ta 'evaporazzjoni

espansjoni termali ta 'gassijiet (bħall-teorija fiżika) għadda minn bidliet varji. Ix-xjentisti ppruvaw jiksbu għall-proċessi ewlenin li jipproduċu fwar. Hawnhekk għal darb'oħra, għandna skorja fiżiċista famużi Dalton. Huwa conjectured li kwalunkwe spazju tal-gass hija saturata bl fwar irrispettivament minn jekk preżenti fil-ġibjun (ġewwa) kull gass jew fwar ieħor. Għalhekk, nistgħu nikkonkludu li l-fluwidu mhux se jevapora biss jiġi f'kuntatt mal-arja atmosferika.

kolonna ta 'pressjoni ta' arja fuq il-wiċċ tal-likwidu iżid l-ispazju bejn l-atomi, dmugħ apparti u evaporazzjoni, jiġifieri li tippromwovi l-formazzjoni ta 'fwar. Iżda l-par molekula tkompli topera l-forza tal-gravità, sabiex xjenzjati ħasbu li l-pressjoni atmosferika ma taffettwax l-evaporazzjoni ta 'likwidi.

espansjoni ta 'likwidi

likwidi espansjoni termali investigat b'mod parallel mal-espansjoni ta 'gassijiet. Ir-riċerka xjentifika involuti fl-istess xjentisti. Biex tagħmel dan, huma jużaw aerometry termometru, il-komunikazzjoni bastimenti u għodod oħra.

L-esperimenti kollha flimkien u individwalment miċħudha-teorija ta 'Dalton li fluwidu uniformi tespandi fi proporzjon għall-kwadrat tad-temperatura li fiha għandhom jiġu msaħħna. Naturalment, l-ogħla temperatura, l-akbar il-volum ta 'fluwidu, iżda l-dirett relazzjoni ma kienx bejniethom. U r-rata ta 'espansjoni għal fluwidi kollha kienet differenti.

espansjoni termali ta 'l-ilma, per eżempju, jibda minn żero gradi Celsius u testendi bit-temperatura tonqos. Preċedentement, dawn ir-riżultati sperimentali marbuta mal-fatt li l-ilma nnifisha ma jespandu, u l-kontenitur għax-xejn, li fiha hija tinsab. Iżda xi żmien wara, fiżiċista Deluca xorta waslet għall-konklużjoni li r-raġuni għandha tiġi mfittxija fil-likwidu. Huwa iddeċieda biex issir it-temperatura tad-densità massima tagħha. Madankollu, huwa ma kienx ta 'suċċess minħabba negliġenza xi dettalji. Rumfort, li jkun studjat dan il-fenomenu, sabet li d-densità massima ta 'l-ilma huwa osservat fil-medda ta 4-5 gradi Celsius.

espansjoni termali ta 'korpi

Fil solidi, il-mekkaniżmu prinċipali huwa li jinbidel l-amplitudni ta 'espansjoni tal-kannizzata kristall. Fi kliem sempliċi, l-atomi li jagħmlu l-materjal u huma riġidament flimkien bejniethom, jibdew "ħawwad".

Liġi ta 'korpi espansjoni termali formulati kif ġej: kwalunkwe korp b'dimensjoni L lineari fil-proċess tat-tisħin fuq dT (delta T - id-differenza bejn it-temperatura tal-bidu u finali) mwessa b'ammont dL (delta L - hija derivat tad-koeffiċjent ta' espansjoni termika lineari tul tal-oġġett u d-differenza temperatura). Dan huwa l-verżjoni aktar sempliċi tal-liġi, li awtomatikament tqis li l-korp ġiet estiża fid-direzzjonijiet kollha f'daqqa. Iżda għal xogħol prattiku użu kalkoli ħafna aktar ingombranti, peress fir-realtà, il-materjali ma jaġixxix fiżika kif simulat u l-matematika.

espansjoni termali ta 'l-ferrovija

Biex ibidu il-binarju tal-ferrovija dejjem attira inġiniera fiżiki, peress li dawn jistgħu jikkalkulaw eżattament kif distanza kemm għandha tkun bejn il-ġonot tal-binarji għall-tisħin jew il-passaġġ tat-tkessiħ ma tkunx deformat.

Kif diġà msemmi hawn fuq, l-espansjoni lineari termali applikabbli għal solidi kollha. U binarji kien hemm ebda eċċezzjoni. Iżda hemm wieħed dettall. Rampa liberament iseħħ jekk il-korp ma jkunx affettwat mill-forza frizzjoni. -Binarji huma ffissati għall-traversi u binarji huma wweldjati li jmissu, sabiex il-liġi, li jiddeskrivi l-bidla fit-tul, tippermetti biex jingħelbu l-ostakli fil-forma ta 'tmexxija, u reżistenza butt.

Jekk ferrovija ma tistax tbiddel it-tul tiegħu, ma 'bidla fit-temperatura dan iżid l-istress termali, li jistgħu jew stretch jew kkompressat dan. Dan il-fenomenu huwa deskritt mil-liġi Hooke.