Температурне дилатације чврстих супстанци и течности

Познато је да под дејством топлоте честица убрза свој Рандом Мовемент. Ако загревање гаса, молекули се чине, да одлети једно од другог. Загрејани течност прво повећање у обиму, а затим почињу да испарава. А шта ће се десити са чврстих честица? Није свако од њих може да промени своје агрегатно стање.

Термална експанзија: Дефиниција

Термичка експанзија - промена у величини и облику промена телесне температуре. Математички, може се израчунати коефицијент јачине експанзије, што омогућава да се предвиди понашање гасова и течности у промењеним спољним околностима. Да бисте добили исте резултате за чврсте материјале, неопходно је узети у обзир коефицијент линеарног ширења. Физичари су идентификовали читав одељак за ову врсту истраживања и позвао га дилатометри.

Инжењери и архитекте треба знање о понашању различитих материјала под високим и ниским температурама за пројектовање објеката, асфалтирање путева и цеви.

експанзија гасова

Термичка експанзија је праћена ширењем гасова у обиму простора. Истаћи Натуралистс-филозофе у давна времена, али да се изгради математички прорачуни се догодити само у модерној физици.

Пре свега научника заинтересованих за проширење ваздуха, јер се чинило да им изводљив задатак. Они су тако ревносно преузео случај, који је добио доста контрадикторне резултате. Наравно, такав исход не задовољава научне заједнице. Тачност мерења је зависио од онога што је користи термометар, притисак, и многих других услова. Неки физичари су чак почели да верују да је ширење гасова не зависи од температурних промена. Или ова зависност није комплетна ...

Рад Далтон и Гаи-Луссац

Физичари су наставили да се расправљам промукао или су напустили мерење, ако не Дзхон Далтон. Он и још један физичар Гаи-Луссац, истовремено међусобно независно успели да исте резултате мерења.

Лисак је покушавао да пронађе узрок тако великом броју различитих резултата и приметио да су неки инструменти у време искуства била вода. Наравно, током грејање се трансформише у пару и променио количину и састав гаса за испитивање. Дакле, прва ствар која је научник - се потпуно осуши све алате који су коришћени за експеримент, и искључила ни минимални проценат влажности тест гаса. првих неколико искуства су значајнији након свих ових манипулација.

Далтон бавио овим питањем дуже од својих колега и објавио резултате у самом почетку КСИКС века. Она сушено на ваздуху испарења сумпорне киселине, а затим га грејање. Након низа експеримената, Јован је дошао до закључка да су сви гасови и паре се проширује са фактором 0.376. Лисак Имамо број 0,375. То је резултат званичне истраге.

Притисак водене паре

Температурне дилатације гасова зависи од њихове еластичности, тј способност да се врати у почетне запремине. Први да истражи питање је Циглер у средином КСВИИИ века. Међутим, резултати његових експеримената су сувише различити. Море поуздани подаци је Дзхеимс Уатт, која се користи за високе температуре котла Папин, и за ниске - барометра.

На крају француског физичара КСВИИИ вијека Прони покушао да изведе једну формулу која ће описати еластичност гаса, али се испоставило непаран гломазна и тешко користити. Далтон је одлучио да емпиријски верификовати све калкулације, користећи сифона барометар. Упркос чињеници да је температура у свим експериментима је исти, резултати су били веома прецизни. Тако их је објавио у облику табеле у физике уџбеника.

Теорија испаравања

Температурне дилатације гасова (као што је физички теоријског) је претрпео значајне измене. Научници су покушали да дођемо до основне процесе који производе пару. Овде поново смо постигли познату физичар Далтон. је претпоставио је да било који гас простор засићена пара без обзира да ли присутни у резервоару (затвореним) било који други гаса или паре. Стога, можемо закључити да се течност не ће испарити само дође у контакт са атмосферског ваздуха.

колона ваздушног притиска на површине течности повећава простор између атома, кидање их раздвојити и упаравања, тј да промовише формирање паре. Али молекул пар наставља да ради на силу гравитације, тако научници мислили да је атмосферски притисак не утиче на испаравање течности.

експанзија течности

Термални течности проширење испитиван паралелно са ширењем гасова. Научна истраживања бави истим научника. Да би то урадили, они користе термометар аерометри, спојених судова и других алата.

Сви експерименти заједно и појединачно побија теорију Далтона та униформа течност шири сразмерно квадрату температуре на којој су се греју. Наравно, што је виша температура, то је већа количина течности, али директна веза није била међу њима. И брзина ширења за све флуиде био другачији.

Температурне дилатације воде, на пример, почиње на нула степени Целзијуса и продужава са смањењем температуре. Раније, ови експериментални резултати у вези са чињеницом да сама вода не прошири, а контејнер је сужава, у коме се налази. Али, нешто касније, физичар Делуца ипак дошли до закључка да је разлог треба тражити у течности. Он је одлучио да пронађе температуру максималне густине. Међутим, он није успео због занемаримо неке детаље. Румфорт, који је проучавао ову појаву, утврдио да максимална густина воде примећен у распону од 4 до 5 степени Целзијуса.

Термичка експанзија тела

Ин солидс, главни механизам да се промени амплитуде експанзије кристалне решетке. У једноставним речима, атоми који чине материјал и круто спојени између њих, почињу да се "тресе".

Лав термалних тела експанзионих формулисане као што следи: било које тело са линеарним димензија Л у процесу грејања на дТ (делта Т - разлика између почетне температуре и завршно) проширен за износ дЛ (делта Л - је дериват коефицијента линеарног термичког ширења у дужини објекта и разлике температуре). Ово је најједноставнији верзија закона, који по дефаулту узима у обзир да је тело се проширује у свим правцима одједном. Али за практичан рад користе много компликовану калкулације, јер у стварности, материјали не понашају као симулацију физике и математике.

Термална експанзија шине

За полагање пруге је одувек привлачила физичари инжењера, јер могу тачно израчунати колико растојање би требало да буде између спојева шина на грејање или хлађење пут није деформисан.

Као што је већ поменуто, термално линеарног ширења применљив за све чврсте материје. И шине није била изузетак. Али постоји један детаљ. Рампа слободно се јавља ако тело не утиче на силе трења. Шине се фиксирају на прагова и шина су заварене на суседни, тако да закон, који описује промену дужине, омогућава превазилажење препрека у виду трчања, и отпора гузице.

Ако раил не може променити свој дужину, са променом температуре повећава топлотни стрес, који може растеже или компримирати га. Овај феномен је описан хуков закон.