Modificarea dimensiunii sau a volumului corpului când este încălzit
Extinderea termică este efectul schimbării dimensiunii unui corp cu o schimbare a temperaturii la presiune constantă. Acest fenomen pentru solide se datorează asimetriei potențialului de interacțiune al atomilor de materie în rețea, ceea ce conduce la anarmonicitatea vibrațiilor atomilor față de poziția medie. Pentru gaze se datorează unei creșteri a energiei cinetice a moleculelor și a atomilor.
Cantitativ, expansiunea termică la presiune constantă P este caracterizată prin coeficientul de dilatare izobar (volumetric sau linear).
Coeficientul de expansiune volumetrică a este definit ca schimbarea relativă a volumului V atunci când corpul (solid, lichid sau gazos) este încălzit cu 1 K.
aici T este temperatura absolută a corpului.
Valoarea practică a se calculează după formula:
unde V 1. V 2 - volume ale corpului la temperaturi T 1 și respectiv T 2 (T 1 <Т 2 ).
Pentru a caracteriza expansiunea termică, împreună cu un coeficient de dilatare liniară un L este utilizat:
unde l este dimensiunea corpului într-o anumită direcție.
În cazul general al corpurilor anisotropice policristaline constând din cristale unice anizotropice și L = a x + a y + a z. diferența sau egalitatea coeficienților liniari de expansiune termică a x. un y. și z de-a lungul axelor cristalografice x, y, z este determinată de simetria cristalului. De exemplu, pentru cristalele unui sistem cubic, precum și pentru corpurile izotropice, un L = a x = a y = a z și a = 3 a l. Pentru majoritatea corpurilor a> 0, dar există anomalii. De exemplu, când este încălzit de la 0 la 4 ° C în condiții normale de presiune atmosferică, apa este comprimată (a <0). Зависимость a ( Т ) наиболее заметна у газов (для идеального газа a =1/Т ); у жидкостей она проявляется слабее. У ряда веществ в твердом состоянии (кварца, инвара и т.д.) коэффициент a мал и практически постоянен в широком интервале температур. При Т ® 0, a® 0. Коэффициент a и a L определяются экспериментальными методами.
Timp de inițiere (log t o de la -1 la 3);
Timpul existenței (log t c de la 0 la 6);
Timp de degradare (log t d de la -1 la 3);
Timpul dezvoltării optime (log t k de la 3 la 5).
Implementarea tehnică a efectului
Punerea în aplicare a acestui efect nu necesită mijloace suplimentare, cu excepția termometrului obișnuit al alcoolului intern sau mercurului. Când este încălzită, crește coloana de lichid, ceea ce înseamnă extinderea volumetrică a lichidului.
Acest efect este utilizat pe scară largă în proiectarea sistemelor tehnice care funcționează în condiții termice extreme sau optime, cu diferențe mari de temperatură. Proprietatea anormală a apei de scădere a volumului cu o temperatură în creștere de la 0 la 40 ° C, pe de o parte, este dăunătoare, ducând la o decongelare a "sistemelor hidraulice", adică distrugerea lor mecanică și, pe de altă parte, este baza unui număr de procese tehnologice, de exemplu distrugerea pietrelor. În plus, în dispozitivele tehnice, așa-numitele plăci bimetalice sunt utilizate pe scară largă ca senzori de temperatură limită, care duc la pornirea automată a întreruperii dispozitivelor electrice de uz casnic (fier de călcat, aspiratoare, frigidere etc.).
Acest efect este răspândit pe scară largă în elementele de releu termic mecanic.
- extensie
- temperatură
- corp solid
- fluid
- gaz
- coeficient de expansiune termică
Sectiile de stiinte naturale:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: