Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Лінійне теплове розширення

Коефіцієнт лінійного теплового розширення визначається як відношення зміни лінійних розмірів матеріалу до зміни температури. Отже, це відносна зміна довжини на градус зміни температури. Знехтувавши тиском, можна записати:

де - лінійний розмір (наприклад, довжина) і - зміна лінійного розміру на одиницю зміни температури.

відносна зміна лінійного розміру, котра може розглядатись як відносна деформація, може бути записана:

Це рівняння добре працює до тих пір, поки можна вважати коефіцієнт лінійного розширення сталим в діапазоні температур . Якщо коефіцієнт лінійного розширення змінюється, то рівняння слід інтегрувати.

Об'ємне теплове розширення []

Для твердих, можна знехтувати впливом тиску на матеріал, і об'ємний коефіцієнт теплового розширення може бути записаний

де - об'єм матеріалу, і інтенсивність зміни об'єму із зміною температури.

Це означає, що приріст об'єму буде відбуватись за деякою фіксованою пропорцією. Наприклад, сталевий блок з об'ємом 1 м³ може розширитися до 1,02 м³, при підвищенні температури на 50 К. Це розширення 2%, або 0,04% на кожен К. Якщо ми знаємо коефіцієнт теплового розширення, ми можемо розрахувати величину об'єму тіла при зміні температури.

У розглянутому вище прикладі вважається, що коефіцієнт температурного розширення не залежить від температури. Для невеликих змін температури це є задовільним наближенням, хоча це не завжди вірно. Якщо коефіцієнт об'ємного розширення суттєво змінюється з температурою, то рівняння повинні бути проінтегровані:

 

тут - початкова температура і коефіцієнт об'ємного теплового розширення як функція температури T.

Температу́рний коефіціє́нт об'є́много розши́рення ( або ) — характеристика речовини, яка визначає відносну зміну об'єму при зміні температури на 1 градус.

Вимірюється в обернених градусах Кельвіна K-1.

Температурний коефіцієнт об'ємного розширення визначається, як

Для ідеального газу:

.

Це значення задає порядок величини теплового розширення для будь-яких тіл. При кімнатній температурі температурний коефіцієнт об'ємного розширення ідеального газу лежить в області 3 10-3 K-1.

Температурний коефіцієнт об'ємного розширення для більшості речовин додатній, хоча існують певні речовини, які стискаються при підвищенні температури в певному інтервалі температур. Серед них найважливіша — вода. Вода має від'ємний температурний коефіцієнт об'ємного розширення в інтервалі від нуля до 4 °C. Цій обставині, а також тому, що лід легший за воду, ми завдячуємо тим, що лід на воді утворюється на поверхні води, а не в глибині.

Використовується також утричі менший температурний коефіцієнт лінійного розширення (), який визначається як відносна зміна довжини тіла при підвищенні температури на 1 градус.

 

 

Поделиться:





Читайте также:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...