Thermal expansion ng solids at likido

Ito ay kilala na sa ilalim ng pagkilos ng mga particle init mapabilis ang kanyang random paggalaw. Kung init ang gas, ang mga molecule constituting ito, lamang lumipad ang layo mula sa bawat isa. Ang pinainit likido ay unang pagtaas sa ang lakas ng tunog, at pagkatapos ay magsisimulang maglaho. At kung ano ang mangyayari sa mga solids? Hindi lahat ng isa sa mga ito ay maaaring baguhin ang kanilang estado ng pagsasama-sama.

Thermal expansion: Definition

Thermal expansion - isang pagbabago sa laki at hugis ng mga pagbabago temperatura ng katawan. Mathematically, maaari isa kalkulahin ang dami Pagpapalawak ng koepisyent, na nagpapahintulot sa upang mahulaan ang pag-uugali ng gas at likido sa pagbabago ng mga panlabas na mga kondisyon. Upang makuha ang parehong resulta para sa solids, ito ay kinakailangan upang isaalang-alang ang koepisyent ng linear Pagpapalawak. Physicists ay kinilala ng isang buong seksyon para sa ganitong uri ng pananaliksik at tinawag ito dilatometry.

Inhinyero at arkitekto kailangan kaalaman tungkol sa pag-uugali ng iba't-ibang mga materyales sa ilalim ng mataas at mababang mga temperatura para sa disenyo ng mga gusali, kalye kalsada at pipe.

pagpapalawak ng gas

Thermal expansion ay sinamahan ng pagpapalawak ng mga gas sa dami ng espasyo. Ito ay nabanggit naturalists-pilosopo noong unang panahon, ngunit upang bumuo ng matematikal na kalkulasyon mangyari lamang sa modernong pisika.

Una sa lahat siyentipiko na interesado sa ang pagpapalawak ng hangin, pati na ito tila sa kanila ng isang magagawa gawain. Sila ay kaya masigasig na kinuha up ang kaso, na nakatanggap ng lubos na magkasalungat na mga resulta. Natural, tulad ng isang kinalabasan ay hindi masunod ang pang-agham na komunidad. Katumpakan ng pagsukat ay nakadepende sa kung ano ang ginagamit thermometer, presyon, at marami pang ibang mga kundisyon. Ang ilang mga physicists ay naging ukol nga naniniwala na ang paglawak ng mga gas ay hindi nakadepende sa mga pagbabago ng temperatura. O kaya pagpapakandili ito ay hindi kumpleto ...

Ang gawain ng Dalton at Gay-Lussac

Physicists ay patuloy na magtaltalan kanilang sarili namamagaw o inabandunang sa pagsukat, kung hindi Dzhon Dalton. Siya at isa pang physicist Gay-Lussac, sa parehong oras nang nakapag-iisa ng bawat isa ay maaaring makakuha ng parehong mga resulta ng pagsukat.

Lussac ay sinusubukan upang mahanap ang sanhi ng tulad ng isang malaking bilang ng mga iba't ibang mga resulta at mapapansin na ang ilang mga instrumento sa panahon ng karanasan ay ang tubig. Naturally, sa panahon ng heating ay transformed sa steam at binago dami at komposisyon ng pagsubok gas. Samakatuwid, ang unang bagay na ginawa ang scientist - ay lubusan tuyo ang lahat ng mga kasangkapan, na kung saan ay ginamit para sa mga eksperimento, at pinasiyahan out kahit na isang minimal na porsyento ng halumigmig ng pagsubok gas. ang unang ilang mga karanasan ay mas makabuluhang pagkatapos ng lahat ng mga manipulations.

Dalton Aaksyunan ang isyu na mas mahaba kaysa sa kanyang mga kasamahan at na-publish ang mga resulta sa pinakadulo simula ng siglo XIX. Ito ng mga naka pinatuyong singaw ng sulpuriko acid at pagkatapos ay pag-init ito. Pagkatapos ng isang serye ng mga eksperimento, John ay dumating sa konklusyon na ang lahat ng mga gas at steam ay pinalaki sa pamamagitan ng isang factor ng 0.376. Lussac Nakakuha kami number 0375. Ito ay ang resulta ng mga opisyal na pagsisiyasat.

Tubig singaw presyon

Thermal expansion ng gases ay depende sa kanilang pagkalastiko, hal ang kakayahan upang bumalik sa orihinal na volume. Ang unang upang galugarin ang isyu ay Ziegler sa gitna ng ikalabing-walo siglo. Ngunit ang mga resulta ng kanyang mga eksperimento ay masyadong naiiba. Higit pang mga maaasahang mga numero ay Dzheyms Uatt, na kung saan ay ginagamit para sa mataas na temperatura boiler Papin, at para sa mababang - sukatan ukol.

Sa dulo ng XVIII siglo Pranses pisisista Prony tinangka upang kunin ang isang solong formula na ilalarawan ang pagkalastiko ng gas, ngunit ito naka-out kakaiba masalimuot at mahirap gamitin. Dalton ay nagpasya na empirically i-verify ang lahat ng mga kalkulasyon, ang paggamit ng isang ipahigop sukatan ukol. Sa kabila ng ang katunayan na ang temperatura sa lahat ng mga eksperimento ay ang parehong, ang mga resulta ay napaka-tumpak. Kaya inilathala niya ang mga ito sa anyo ng isang table sa isang physics aklat-aralin.

Ang teorya ng pagsingaw

Thermal expansion ng gas (tulad ng pisikal na teorya) ay undergone iba't-ibang mga pagbabago. Mga siyentipiko na sinubukan upang makapunta sa core proseso na makabuo ng singaw. Narito muli, kami ay nakapuntos isang bantog na pisisista Dalton. Ito ay conjectured na ang anumang mga gas space ay puspos na may singaw man naroroon sa reservoir (sa looban) anumang iba pang mga gas o singaw. Samakatuwid, maaari naming tapusin na ang tuluy-tuloy ay hindi maglaho lang ay nasasagi ng atmospheric air.

haligi ng air pressure sa likido ibabaw pinatataas ang puwang sa pagitan ng mga atom, pansiwang ito bukod at evaporating, hal nagpo-promote ito sa pagbuo ng steam. Ngunit ang Molekyul pares ay patuloy na gumana ang puwersa ng grabidad, kaya siyentipiko naisip na ang atmospheric presyon ay hindi nakakaapekto sa pagsingaw ng likido.

Pagpapalawak ng likido

Thermal expansion likido investigated kahanay ng pagpapalawak ng gas. Pang-agham na pananaliksik ay nakikibahagi sa parehong mga siyentipiko. Upang gawin ito, gamitin nila ang isang thermometer aerometry, pakikipag-sasakyang-dagat at iba pang mga tool.

Lahat ng mga eksperimento sama-sama at nang isa-isa pinabulaanan ang theory of Dalton na unipormeng likido lumalaki sa proporsyon sa plaza ng temperatura kung saan ang mga ito ay pinainit. Of course, ang mas mataas ang temperatura, mas malaki ang dami ng tuluy-tuloy, ngunit ang direktang relasyon ay hindi sa pagitan ng mga ito. At ang mga rate ng expansion para sa lahat ng fluids ay naiiba.

Thermal expansion ng tubig, halimbawa, ay nagsisimula sa zero degrees Celsius at nagpalawak sa nagpapababa ng temperatura. Noong nakaraan, ang mga pang-eksperimentong mga resulta na nauugnay sa ang katunayan na ang tubig mismo ay hindi palawakin, at ang mga sisidlan ay tapered, kung saan ito matatagpuan. Ngunit ang ilang mga oras sa ibang pagkakataon, pisisista Deluca pa rin dumating sa konklusyon na ang dahilan ay dapat na hinahangad sa mga likido. Siya ay nagpasya na hanapin ang temperatura ng ang mismong maximum na density. Gayunman, hindi siya nagtagumpay dahil sa kapabayaan ng ilang mga detalye. Rumfort, na nag-aral ito kababalaghan, natagpuan na ang maximum na density ng tubig ay sinusunod sa hanay ng mga 4 hanggang 5 degrees Celsius.

Thermal expansion ng katawan

Sa solids, ang pangunahing mekanismo ay upang baguhin ang amplitude ng paglawak ng kristal sala-sala. Sa simpleng salita, ang mga atoms na bumubuo sa materyal at ay rigidly kaisa pagitan ng mga ito, magsimula sa "iling".

Batas ng thermal expansion katawan formulated tulad ng sumusunod: ang anumang katawan na may isang linear na sukat L sa proseso heating on dt (delta T - ang pagkakaiba sa pagitan ng mga paunang temperatura at final) pinalawak na sa pamamagitan ng isang halaga dL (delta L - ay isang hinalaw ng koepisyent ng linear thermal expansion ang haba ng mga bagay at ang mga pagkakaiba sa temperatura). Ito ang pinakasimpleng bersyon ng batas, na kung saan sa pamamagitan ng default ay tumatagal sa account na ang katawan ay pinalawak na sa lahat ng direksyon nang sabay-sabay. Ngunit para sa mga praktikal na trabaho gamit ang mas masalimuot na mga kalkulasyon, dahil sa katotohanan, ang mga materyales ay hindi kumilos bilang simulate pisika at matematika.

Thermal expansion ng tren

Nilisan ng tren track ay palaging naaakit physicists inhinyero, dahil maaari nilang kalkulahin ang eksaktong kung magkano ang distansya ay dapat sa pagitan ng mga joints ng daang-bakal sa pagpainit o pinapalamig landas ay hindi deformed.

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang thermal linear expansion naaangkop para sa lahat solids. At daang-bakal ay walang exception. Ngunit may ay isa detalye. Ramp malayang nangyayari kung ang katawan ay hindi apektado sa pamamagitan ng mga alitan. Ang daang-bakal ay naayos na ang sleepers at daang-bakal ay welded sa katabi, kaya ang batas, na naglalarawan ang pagbabago sa haba, ay nagbibigay-daan para sa overcoming obstacles sa anyo ng mga tumatakbo, at puwit paglaban.

Kung rail ay hindi maaaring baguhin ang haba niyaon, na may pagbabago sa temperatura nito pinatataas ang thermal stress, na maaaring mag-unat o i-compress ang mga ito. Kababalaghan na ito ay inilarawan sa pamamagitan ng Hooke ng batas.