Lineaarse laienemise koefitsient - saate kõik välja arvutada

Igaüks kindlasti tunneb vaguni rataste koputamist. Või trammirataste heli. Kõik teavad, et selle põhjuseks on rööbaste vaheline ristmik. Ja milleks see on tehtud? Vastus on lihtne - kompenseerida rööbaste laienemist kuumutamisel. Samuti on üldtuntud tõsiasi, et kuumutamisel laienevad keha ja kokkusurumise korral nad kokku lepivad. Selle laiendamise või kokkutõmbumise näitaja on lineaarse laienemise koefitsient.

Keha laienemise molekulaarne teooria kuumutamisel on seletatav aatomite ja ainete molekulide liikumise kiiruse suurenemisega. Selle tulemusena suureneb kristallvõres aatomite võnkumiste amplituud ja selle tagajärjel suurenevad keha lineaarsed mõõtmed. Ja kui suurt kasvu saab, saab määrata valemiga, milles rakendatakse lineaaraiendi koefitsienti.

Nüüd peame selgitama koefitsiendi füüsilist tähendust. See näitab, kui palju keha pikkus soojeneb 1 ° C võrra. See väärtus on tühine ja sellel on iga materjali jaoks eraldi. Seega on terase lineaarse laienemise koefitsient 0,000011 1 ° C juures. Mis tõeliselt sarnane väärtus on, saate aru lihtsa näite abil. Kui Maa ümbritseb Maa ümber rauast traati, mille pikkus on 40 000 km, siis tõuseb temperatuuri tõus 1 ° C, tõuseb traadi pikkus 400 meetri võrra.

Lineaarse laienemise koefitsient on igale insenerile äärmiselt oluline. See võimaldab teil võtta arvesse keha suuruse muutumist temperatuuri languse korral. Seega, kui aasta jooksul muutub linnatemperatuur pluss 50 kraadi võrra miinus 50 kraadi võrra, põhjustab see sama rööbaste pikkust märkimisväärselt. Kui need on kindlad, on tulemuseks nende painutamine. Siin, et vältida seda nähtust ja teha vahe piiride rööpad, kui need on sätestatud.

Erinevate materjalide puhul on koefitsientide väärtus erinev. Terase jaoks on selle väärtus juba antud ja alumiiniumi lineaarse laienemise koefitsient on 0,0000024 1 ° C kohta.

Kuid ülaltoodud argumendid ja näited kannatavad kindlalt ühepoolsuse tõttu. Kui me räägime keha suuruse suurendamisest kuumutamisel, suureneb mitte ainult pikkus, vaid ka muud mõõtmed - laius ja kõrgus. Suuruse suurenemine viib mahu suurenemiseni ja siis saab rääkida kehade mahumõõtmisest. Tõsi, selline kontseptsioon on tõenäolisem mitte tahkistele, vaid vedelikele.

Lihtne katse, mis kinnitab seda, võib teha igaüht ise. Pange kannu katusesse, täidiseks veega kuni ülaosaga. Kui vesi soojeneb, suureneb see mahult ja katkeb veekeelt. Kuid selle mõju on positiivne. Igaüks tunneb vedelad termomeetrid - see tänav, mis on meditsiiniline. Need on üles ehitatud ka kuumutamise suurendamise mõjul.

Tehnoloogias, kus mõnikord seda suurenemist ignoreeritakse, tekib kurb tagajärg. Kasvu kompenseerimiseks tuleb kasutada erimeetmeid. Paljud pidid piki piki mööda pika rida torusid (torujuhtmeid). Ja äkitselt võrdse koha juures moodustavad torud tohutu siksakki. See ei ole lihtne siksak, selle suurus on rangelt määratletud, samas arvutuses kasutati lineaaraiendi koefitsienti . Sarnane siksak valmistati torude mõõtmete lineaarsel suurendamisel .

Te saate ka tuua palju näiteid selle kohta, kuidas kasutada lineaarset ja mahulist pikendust, kuid esitatud näidetes on piisav nähtuse olemuse mõistmiseks. Loomulikult on mõne aine ebamugav käitumine, sama vesi, väga uudishimulik. Selle juures külmumisel maht ei vähene, vaid suureneb. See on veel üks tegur, mis kinnitab vee ainulaadseid omadusi.

Niisiis, selles artiklis, mis põhineb elu lihtsamatel ja elavatest näidetest, määratletakse selline mõiste nagu korpuste lineaarne laiendamine ja lineaarse laienduse koefitsient. Lisatud on laienduse kasutamise näited masinaehituses ja igapäevaelus ning mainitud koefitsientide suuruse järjekord on antud.