Koeficient lineární expanze - můžete vypočítat vše

Všichni jsou jistě obeznámeni s odběrem vozidelkola. Nebo zvuk tramvajových kol. Každý ví, že důvodem je mezera na křižovatce mezi kolejnicemi. A za co se to dělá? Odpověď je jednoduchá - kompenzovat roztažení kolejnic při zahřátí. Je také dobře známo, že když se zahřívají, těla se roztahují a po ochlazení se smršťují. Míra této expanze nebo kontrakce je koeficient lineární expanze.

Molekulární teorie rozšíření těla po zahřátíje vysvětleno zvýšením rychlosti pohybu atomů a molekul hmoty. Výsledkem je, že v krystalové mříži se zvyšuje amplituda kmitů atomů a v důsledku toho se zvětšují lineární rozměry těla. A kolik zvýšení nastane, lze zjistit pomocí vzorce, ve kterém je použit koeficient lineární expanze.

Teď musíme vysvětlit fyzický významkoeficient. Ukazuje, kolik se při zahřátí zvyšuje délka těla o 1 ° C. Tato hodnota je nevýznamná a má pro každý materiál vlastní. Koeficient lineární expanze oceli je tedy 0.000011 na 1 ° C. Jaká je skutečně podobná hodnota, můžete pochopit jednoduchým příkladem. Pokud je Země obklopena Zemí železným drátem, jehož délka je 40000 km, pak se zvýší teplota o 1 ° C, délka drátu se zvýší o 400 metrů.

Koeficient lineární expanze je extrémníje důležitá pro každého inženýra. Umožňuje vám vzít v úvahu změnu velikosti těla s poklesem teploty. Pokud se během roku změní teplota ve městech z padesát stupňů Celsia na minus padesát stupňů Celsia, způsobí to podstatné změny délky stejných kolejnic. Pokud jsou spojité, výsledkem bude jejich ohýbání. Zde se tento fenomén vyhýbejte, a když jsou položeny, vytvořte propast mezi kolejnicemi.

U různých materiálů bude hodnota koeficientu odlišná. U oceli je již hodnota dána a koeficient lineární expanze hliníku je 0,0000024 na 1 ° C.

Nicméně výše uvedené úvahy a příklady trpínějaká jednostrannost. Když hovoříme o zvýšení tělesné velikosti při ohřátí, zvyšuje se nejen délka, ale i další rozměry - šířka a výška. Zvýšení velikosti povede k nárůstu objemu a pak lze mluvit o objemovém rozšíření těles. Taková představa se však pravděpodobně nevztahuje na tuhé látky, ale na tekutiny.

Jednoduchý experiment, který to potvrdí,můžete udělat sami sebe. Umístěte do ohně rychlovarnou konvici, plnou vody na vrchol. Když se voda zahřeje, zvýší se objem a "uteče" z konvice. Ale tento efekt je pozitivní. Všichni jsou obeznámeni s tekutými teploměry - to ulice, to lékařské. Jsou také postaveny na účinku zvýšení objemu při zahřátí.

Ve strojírenství někdy ignoruje takovýzvýšení vede k smutným důsledkům. K vyrovnání nárůstu je třeba použít zvláštní opatření. Mnozí museli vidět dlouhou řadu trubek (potrubí) položených podél povrchu. A najednou na stejném místě potrubí tvoří obrovský cikcak. Není to jednoduchý cikcak, jeho velikost je přesně definovaná, zatímco při výpočtu byl použit koeficient lineární expanze. Podobný cikcak byl proveden tak, aby kompenzoval lineární nárůst rozměrů trubek.

Můžete také uvést mnoho příkladůpoužití v technice lineárních a objemových rozšíření, ale uvedené příklady jsou dostačující pro pochopení podstaty tohoto jevu. Samozřejmě, anomální chování některých látek, stejné vody, je velmi zvědavé. Při něm při zmrazení hlasitost nehrozí, ale zvyšuje se. To bude další faktor, který potvrzuje jedinečné vlastnosti vody.

Takže v tomto článku založeném na nejjednodušších a nejdůležitějšíchVizuální příklady ze života jsou definovány jako lineární expanze těles a koeficient lineární expanze. Uvádí se příklady využití rozšíření v inženýrství a v každodenním životě a jsou uvedeny pořady o pořadí velikosti uvedeného koeficientu.