Katı ve sıvıların termal genleşme

Isı parçacıklarının eylem, rastgele hareketini hızlandıran altında bilinmektedir. Eğer gaz ısıtmak, bunu oluşturan moleküller, sadece birbirimizden uzak uçar. ısıtılmış sıvı hacmi ilk artış ve daha sonra buharlaşmaya başlar. Ya katı ile olur? Değil Onların her bir kümeden durumlarının değiştirebilir.

Termal genleşme: Tanım

Isıl genleşme - vücut sıcaklığı değişikliklerin boyutu ve şekli bir değişikliği içerirler. Matematiksel olarak, bir harici değişen şartlara gazların ve sıvıların davranışını tahmin etmek için izin hacim genleşme katsayısı hesaplayabilir. katılar için aynı sonuçları almak için, dikkate almak gerekir doğrusal genleşme katsayısı. Fizikçiler bu tür araştırmalar için bir bölüm tespit ve dilatometri çağrıda bulundular.

Mühendisler ve mimarlar yol ve boru döşeme, binaların tasarımı için yüksek ve düşük sıcaklıklarda çeşitli malzemelerin davranışı hakkında bilgisi gerekiyor.

Gazların genleşme

Termal genleşme uzay hacmindeki gazların genleşmesi eşlik eder. Antik çağlarda Doğacı-filozofları kaydetti ancak matematiksel hesaplamalar, modern fizikte sadece gerçekleşmesi inşa etmek.

Öncelikle uygun bir görev onlara gibiydi olarak, havanın genleşmesi ilgilenen tüm bilim adamlarının. Çok şevkle oldukça çelişkili sonuçlar alınan dava, aldı edilir. Doğal olarak, böyle bir sonucun bilimsel topluluk tatmin etmiyor. Ölçüm Doğruluğu kullanılan ne termometre, basınç ve diğer birçok koşullara bağlıydı. Bazı fizikçiler bile gazların genleşme sıcaklık değişimlerine bağlı değildir inanmak için geldim. Ya da bu bağımlılık tam değildir ...

Dalton ve Gay-Lussac çalışma

Fizikçiler boğuk kendilerini tartışmaya devam etmiş veya ölçüm değilse terk Dzhon Dalton. O ve birbirinden bağımsız aynı anda başka bir fizikçi Gay-Lussac, aynı ölçüm sonuçları elde başardık.

Lussac farklı sonuçların böyle çok sayıda nedenini bulmaya çalışan ve deneyim sırasında bazı araçlar su olduğu belirtilmiştir. Doğal olarak, ısıtma işlemi sırasında buhar haline dönüştürülmüş ve test gazının miktarı ve bileşimi değiştirilir. Bu nedenle, bilim adamı yapılan ilk şey - iyice deney için kullanılan araçlar, tüm kuru ve test gazının nem bile minimal yüzdesini ekarte edilir. İlk birkaç deneyimler Bütün bu işlemlerin ardından daha anlamlı idi.

Dalton uzun meslektaşları daha meşruiyetçilerle ve XIX yüzyılın başından sonuçları yayınlandı. Hava sülfürik asit buharları, kurutuldu ve daha sonra ısıtmayı içerir. bir dizi deneyle sonra John bütün gazlar ve buhar 0.376 kat genişletilir sonucuna vardı. Lussac Biz sayısını 0375 aldık. Bu resmi soruşturma sonucuydu.

Su buharı basıncı

Gazların termal genleşmesi, yani orjinal hacime geri yeteneği, elastiklikleri bağlıdır. sorunu saptamak için ilk on sekizinci yüzyılın ortasında Ziegler idi. Ama onun deneylerinin sonuçlarının çok farklıdır. Daha sağlam olduğu Dzheyms Uatt, barometre - yüksek sıcaklık kazan Papin için kullanılan ve düşük içindir.

XVIII yüzyıl Fransız fizikçi sonunda Prony gazının esnekliğini tarif edersiniz tek formül elde çalıştı, ancak garip hantal ve kullanımı zor olduğu ortaya çıktı. Dalton bir sifon barometre kullanılarak tecrübelere bütün hesaplamaları doğrulamak karar verdi. tüm deneylerde sıcaklık aynıydı gerçeğine rağmen, sonuçlar çok doğru. Bu yüzden bir fizik kitabında bir tablo şeklinde onları yayınladı.

buharlaştırma teorisi

Gazların Termal genleşme (örneğin fiziksel teori gibi) çeşitli değişiklikler yapılmıştır. Bilim adamları, buhar üretmek çekirdek süreçleri almak çalıştık. Bu konuda da, ünlü bir fizikçi Dalton almışlardır. Herhangi bir gaz alanı ne olursa olsun, buharları ile doyurulmuş olduğu tahmin ediliyor olup hazne (kapalı) herhangi bir başka gaz veya buhar içinde mevcut. Bu nedenle, sadece atmosferik hava ile temas sıvısı buharlaşması olmaz sonucuna varabiliriz.

Sıvı yüzeyindeki hava basıncı kolon atomları arasındaki boşluk, birbirinden yırtılma ve buharlaştırılması, yani, buhar oluşumunu teşvik arttırır. Bilim adamları, atmosferik basınçlı sıvılar buharlaşmasını etkilemez düşünülmektedir, böylece Ancak molekül çifti, yerçekimi kuvveti çalışmaya devam eder.

Sıvıların genleşme

Termal genleşme sıvı gazların genişlemesi ile paralel olarak incelenmiştir. Aynı bilim adamları yapan bilimsel araştırmalar. Bunu yapmak için, onlar damarları ve diğer araçları iletişim, bir termometre aerometry kullanın.

Tüm deneyler birlikte ve ayrı ayrı homojen bir sıvı, ısıtılmış sıcaklıktan karesiyle orantılı olarak genişler Dalton teorisini reddetmiştir. Tabii ki, daha büyük Sıcaklık arttıkça sıvının hacmi, fakat doğrudan bir ilişki aralarındaki değildi. Ve tüm sıvılar için genleşme oranı farklıydı.

suyun termik genleşmesi, örneğin, sıfır santigrat derece başlar ve sıcaklık azaldıkça uzanır. Daha önce, bu deneysel sonuçlar suyun kendisi genişletmek gelmez gerçeği ile ilişkilidir ve konteyner onu içinde bulunduğu, giderek incelir. Ama bir süre sonra, fizikçi Deluca hala nedeni sıvı içinde aranmalıdır sonuca. O maksimum yoğunluğu sıcaklığını bulmak için karar verdi. Ancak, o bazı ayrıntıları ihmal nedeniyle başarılı olamadı. Bu fenomen inceleyen Rumfort, suyun en yüksek yoğunluk 4 ila 5 derece Celsius aralığında gözlendiğini bulduk.

organlarının Termal genleşme

katı, ana mekanizması kristal kafes genişlemesi genliğini değiştirmektir. Basit bir deyişle, malzeme oluşturan ve katı aralarında bağlanmış olan atomu "shake" başlar.

olarak formüle termal genleşme cisimlerin Kanunu aşağıdaki gibidir: dT ısıtma işleminde bir doğrusal boyutu L (delta T - başlangıç sıcaklığı ve son arasındaki fark) ile herhangi bir vücut bir miktarda dL (Delta L genişletilmiş - nesne ve farkın uzunluğunda doğrusal ısıl genleşme katsayısının bir türevidir sıcaklığı). Bu varsayılan olarak vücut defada tüm yönlerde genişletilir dikkate alır hukuk, en basit versiyonu. gerçekte, malzemeler simüle fizik ve matematik davranmazlar Fakat pratik çalışmalar için, çok daha hantal hesaplamalar kullanılarak.

rayının Termal genleşme

onlar çok mesafe ısıtma Rayların birleşme yeri arasında olmalıdır veya yol soğutma deforme olmadığı tam olarak nasıl hesaplayabilir beri demiryolu ray döşeme için her zaman, fizikçiler mühendisleri çekti.

Daha önce belirtildiği gibi, her şeyden önce katılar için geçerlidir termal genleşme doğrusal söz. Ve rayların istisna değildi. Ama bir detay var. Vücut sürtünme kuvveti etkilenmez halinde Rampa serbest oluşur. Raylar traverslerin sabitlenir ve raylar, bitişik kaynak uzunluğu değişimi tarif hakları, yani, çalışma şeklinde, ve uç direncinin engellerin aşılması sağlar edilir.

Ray sıcaklıktaki bir değişiklik ile, uzunluğunu değiştiremez Eğer esneme ya da sıkıştırmaya ya termal stres, artar. Bu fenomen Hooke kanunu ile tarif edilir.