Pelepasan Termal, Pekali, Jenis dan Latihan



The pengembangan haba adalah peningkatan atau variasi dari pelbagai dimensi metrik (seperti panjang atau kelantangan) yang dialami oleh badan atau objek fizikal. Proses ini berlaku kerana peningkatan suhu sekitar bahan. Dalam kes pelarasan linear, perubahan tersebut berlaku dalam satu dimensi.

Koefisien peleburan ini boleh diukur dengan membandingkan nilai kuantiti sebelum dan selepas proses. Sesetengah bahan menderita bertentangan dengan pengembangan haba; iaitu, ia menjadi "negatif". Konsep ini mencadangkan beberapa bahan kontrak apabila terdedah kepada suhu tertentu.  

Bagi pepejal, pekali pengembangan linear digunakan untuk menggambarkan pengembangannya. Sebaliknya, pekali pengembangan volumetrik digunakan untuk cecair untuk melakukan pengiraan.

Dalam kes pepejal kristal, jika isometrik, pelebaran akan menjadi umum dalam semua dimensi kristal. Sekiranya ia bukan isometrik, pekali pengembangan yang berlainan boleh didapati di sepanjang kristal, dan ia akan mengubah saiznya apabila menukar suhu.

Indeks

  • 1 Pekali pengembangan haba
  • 2 pengembangan haba negatif
  • 3 jenis
    • 3.1 pengembangan linear
    • 3.2 Pengembangan volumetrik
    • 3.3 Pelepasan permukaan atau kawasan
  • 4 Contoh
    • 4.1 Latihan pertama (pelarasan linear)
    • 4.2 Latihan kedua (dilancarkan dangkal)
  • 5 Kenapa dilation berlaku??
  • 6 Rujukan

Pekali pengembangan terma

Koefisien pengembangan termal (Y) ditakrifkan sebagai jejari perubahan yang melaluinya bahan yang berlalu akibat perubahan suhunya. Koefisien ini diwakili oleh simbol α untuk pepejal dan β untuk cecair, dan dipandu oleh Sistem Unit Antarabangsa.

Koefisien pengembangan haba berubah-ubah apabila ia datang kepada pepejal, cecair atau gas. Setiap orang mempunyai keanehan yang berbeza.

Sebagai contoh, pelebaran pepejal boleh dilihat sepanjang panjang. Pekali volumetrik adalah salah satu yang paling asas sejauh cecair yang bersangkutan dan perubahannya adalah luar biasa dalam semua arah; pekali ini juga digunakan apabila mengira pengembangan gas.

Pengembangan terma negatif

Pengembangan haba negatif berlaku dalam beberapa bahan yang, bukannya meningkatkan saiznya dengan suhu tinggi, kontrak kerana suhu rendah.

Pengembangan terma jenis ini biasanya dilihat dalam sistem terbuka di mana interaksi arah dipatuhi - dalam kes ais atau sebatian kompleks - seperti dalam beberapa zeolit, Cu2O, antara lain..

Selain itu, beberapa kajian telah menunjukkan bahawa pengembangan haba negatif juga berlaku dalam jisim komponen tunggal dalam bentuk padat dan interaksi berkuat kuasa pusat.

Contoh jelas mengenai pengembangan haba negatif boleh dilihat apabila menambahkan ais ke segelas air. Dalam kes ini, suhu tinggi cecair di atas ais tidak menyebabkan peningkatan saiz, tetapi mengurangkan saiz yang sama.

Jenis

Apabila mengira pelebaran objek fizikal, ia mesti diambil kira bahawa, bergantung pada perubahan suhu, objek tersebut boleh meningkatkan atau mengecilkan saiznya.

Sesetengah objek tidak memerlukan perubahan suhu yang drastik untuk mengubah suai saiznya, jadi kemungkinan nilai yang dibuang oleh pengiraan adalah purata.

Seperti semua proses, pengembangan haba dibahagikan kepada beberapa jenis yang menjelaskan setiap fenomena secara berasingan. Dalam kes pepejal, jenis pengembangan haba adalah pelarasan linear, pelarasan volumetrik dan pelebaran permukaan.

Dilaraskan linear

Dalam peluasan linier, satu variasi mendominasi. Dalam kes ini, satu-satunya unit yang mengalami perubahan ialah ketinggian atau lebar objek tersebut.

Cara mudah untuk mengira jenis peleburan ini adalah dengan membandingkan nilai kuantiti sebelum perubahan suhu dengan nilai kuantiti selepas perubahan suhu.

Peluasan volumetrik

Dalam kes pembasmian volumetrik, cara untuk mengiranya adalah dengan membandingkan volum cecair sebelum perubahan suhu dengan isipadu cecair selepas perubahan suhu. Formula untuk mengiranya adalah:

Pelebaran permukaan atau kawasan

Dalam hal pelebaran dangkal, kenaikan kawasan badan atau objek diperhatikan apabila terdapat perubahan suhu pada suhu 1 ° C.

Peleburan ini berfungsi untuk pepejal. Jika anda juga mempunyai pekali linear, anda dapat melihat bahawa saiz objek akan dua kali lebih besar. Formula untuk mengiranya adalah:

Af = A0 [1 + YA (Tf - T0)]

Dalam ungkapan ini:

γ = pekali pengembangan kawasan [° C-1]

A0 = Kawasan awal

Af = Kawasan akhir

T0 = Suhu awal.

Tf = Suhu akhir

Perbezaan antara peleburan kawasan dan peluasan linear adalah bahawa pada yang pertama terdapat perubahan peningkatan dalam bidang objek, dan di kedua perubahan itu adalah ukuran satu unit (kerana dapat panjang atau lebar objek fizikal).

Contohnya

Latihan pertama (pelarasan linear)

Rel yang membentuk trek kereta api yang dibina daripada keluli mempunyai panjang 1500 m. Apa yang akan menjadi panjang pada masa suhu berlaku dari 24 ke 45 ° C?

Penyelesaian

Data:

L0 (panjang permulaan) = 1500 m

Lf (akhir panjang) = ?

Ke (suhu awal) = 24 ° C

Tf (suhu akhir) = 45 ° C

α (pekali linear pembesaran sepadan dengan keluli) = 11 x 10-6 ° C-1

Data digantikan dalam formula berikut:

Walau bagaimanapun, pertama kita mesti mengetahui nilai perbezaan suhu, untuk memasukkan data ini dalam persamaan. Untuk mendapatkan perbezaan ini, anda mesti menolak suhu tertinggi dari yang terendah.

Δt = 45 ° C - 24 ° C = 21 ° C

Sebaik sahaja maklumat ini diketahui adalah mungkin untuk menggunakan formula sebelumnya:

Lf = 1500 m (1 + 21 ° C 11 x 10-6 ° C-1)

Lf = 1500 m (1 + 2.31 x 10-4)

Lf = 1500 m (1,000231)

Lf = 1500.3465 m

Latihan kedua (dilancarkan dangkal)

Di sekolah menengah jualan gelas mempunyai luas 1.4 m ^ 2, jika suhu berada pada 21 ° C Apa yang akan menjadi kawasan akhir anda apabila meningkatkan suhu kepada 35 ° C?

Penyelesaian

Af = A0 [1 + (Tf - T0)]

Af = 1.4 m2 [1] 204.4 x 10-6]

Af = 1.4 m2 . 1,0002044

Af = 1,40028616 m2

Mengapa pelasmian berlaku?

Semua orang tahu bahawa semua bahan terdiri daripada pelbagai zarah subatomik. Dengan mengubah suhu, sama ada naik atau turun, atom-atom ini memulakan proses pergerakan yang boleh mengubah bentuk objek.

Apabila suhu meningkat, molekul mula bergerak dengan cepat disebabkan peningkatan tenaga kinetik dan, oleh itu, bentuk atau jumlah objek akan meningkat.

Dalam kes suhu negatif sebaliknya berlaku, dalam kes ini, isipadu objek biasanya dikontrak oleh suhu rendah.

Rujukan

  1. Linear, Superficial, dan Volumetric Dilation - Latihan. Diselesaikan Dipulihkan pada 8 Mei 2018, dari Fisimat: fisimat.com.mx
  2. Pelepasan Berfungsi - Latihan Yang Diselesaikan. Diambil pada 8 Mei 2018, dari Fisimat: fisimat.com.mx
  3. Pengembangan Terma. Diperoleh pada 8 Mei 2018, dari Encyclopædia Britannica: britannica.com
  4. Pengembangan Terma. Diperoleh pada 8 Mei 2018, dari Hyper Physics Concepts: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. Pengembangan Terma. Diperoleh pada 8 Mei 2018, dari Pembelajaran Lumen: courses.lumenlearning.com
  6. Pengembangan Terma. Diperoleh pada 8 Mei 2018, dari The Physics Hypertextbook: physics.info
  7. Pengembangan Terma. Diperoleh pada 8 Mei 2018, dari Wikipedia: en.wikipedia.org.