Таңдалған материалдардың сызықтық кеңеюінің шамасын бағалаудың қарапайым тәсілдерін іздеу

Бұл жұмыстың мақсаты кейбір материалдар үшін сызықтық кеңею құбылысын зерттеу және мұндай кеңеюді бағалаудың ең қарапайым және қол жетімді әдісін жасау болып табылады. Мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:

Осы тақырып бойынша әдебиеттерге шолу жасау, мәселемен таныстыру

Таңдалған материалдардың сызықтық кеңеюінің шамасын бағалаудың қарапайым тәсілдерін іздеу

Сызықтық кеңеюді бағалау үшін эксперимент жүргізу және сызықтық кеңеюді сандық бағалауға әрекет жасау

Қатты денелердің термиялық кеңею құбылысы

Термиялық кеңею дегеніміз не?

Біздің өмірімізде біз өз кеңею коэффициенті бар көптеген денелерді кездестіреміз. Адамдар құрылыс құрылымдарын, температураның күрт өзгеруімен олардың ұзындығын, көлемін өзгертетін бөлшектерді жасайды. Мұның бәрі материалдың бұзылуына әкелуі мүмкін. Біз өмірде немен бетпе-бет келгенімізді, кейде бұл туралы ойланбастан білуіміз керек.

Термиялық кеңею

Термиялық кеңею - температураның өзгеруімен дененің сызықтық өлшемдері мен пішінінің өзгеруі. Тұрақты қысымда сұйықтар мен газдардың жылулық кеңеюі сандық жағынан изобарлық кеңею коэффициентімен (жылулық кеңеюдің көлемдік коэффициенті) сипатталады. Қатты заттардың термиялық кеңеюін сипаттау үшін қосымша сызықтық термиялық кеңею коэффициенті енгізіледі.

Қыздыру кезінде молекулалардың діріл амплитудасы артады, олардың арасындағы қашықтық артады және дене үлкен көлемді толтырады. Қатты заттар қызған кезде барлық бағытта кеңейеді.

2).Сұйықтықтардың кеңеюі.

Сұйықтар қатты заттарға қарағанда әлдеқайда күшті кеңейеді. Олар сонымен қатар барлық бағытта кеңейеді. Молекулалардың жоғары қозғалғыштығына байланысты сұйықтық өзі орналасқан ыдыстың түрін алады.

Термометрлер.

Термометрлер әрқашан өздерінің температурасын көрсетеді. Белгілі бір уақыттан кейін ғана бұл температура қоршаған орта температурасына тең болады. Басқаша айтқанда, термометрлер белгілі бір инерциямен сипатталады.

Сұйық термометрлер.

Сынаптың, спирттің, толуолдың, пентанның және басқалардың сұйық бағанының ұзындығы температура өлшемі ретінде қызмет етеді. Өлшеу аралығы термометрдегі сұйықтықтың қайнау және қату температураларымен шектеледі.

Металл термометрлер.

Металл термометр - бұл биметалдық пластина, яғни екі түрлі металдың жолақтарынан дәнекерленген пластина. Металдардың термиялық кеңеюінің айырмашылығына байланысты плита қызған кезде майысып қалады. Ұзын пластинадан спираль иілген. Спиральдың сыртқы ұшы бекітілген, ал ішкі ұшына шкаладағы белгілі бір температураны көрсететін көрсеткі бекітілген.

Табиғаттағы термиялық кеңеюдің мәні.

Табиғат құбылыстарында ауаның термиялық кеңеюі маңызды рөл атқарады. Ауаның термиялық кеңеюі ауа массаларының тік бағытта қозғалысын тудырады (қызылады, тығыздығы аз ауа көтеріледі, суық, аз тығыз ауа түседі). Жердің әртүрлі бөліктерінде ауаның біркелкі қызуы желдің пайда болуына әкеледі. Судың біркелкі қызуы мұхиттарда ағыстарды тудырады.

Тау жыныстарын қыздыру және салқындату кезінде температураның тәуліктік және жылдық ауытқуына байланысты (жыныс құрамы біртекті емес болса) тау жыныстарының бұзылуына ықпал ететін жарықтар пайда болады.

Дифференциалды кеңейтудің үлкен практикалық маңызы бар. Кейде шыны немесе пластик бөтелкелердегі металл бұрандалы қақпақтарды ашу өте қиын. Бөтелкенің үстіңгі жағы ағынды ыстық су астында ұсталса, металл шыныдан немесе пластмассадан көбірек кеңейіп, қақпақ оңай ашылады.

Шыны бөтелкенің мойнына мықтап орнатылған шыны тығынды да мойынды ыстық судың астында ұстау арқылы алуға болады. Мойынның кеңею коэффициенті тығынмен бірдей болғанымен, шыны өте нашар өткізгіш болып табылады және тығын қызып кетпей тұрып мойын кеңейіп, тығынды оңай алып тастауға болады.

Әйнекті кеңейту көбінесе үйдегі қиындықтардың тақырыбы болып табылады. Шыны ыдысты ыстық сұйықтықпен толтырған кезде ол жиі жарылып кетеді. Себебі, шынының ыстық сұйықтықпен жанасатын бөлігі сұйықтық температурасын өте тез қабылдайды және кеңейеді, ал қалғандары суық болып қалады, өйткені шыны нашар өткізгіш.