Тема2.1.6 Линейное и объемное расширение твердых тел при нагревании.
План
1. Тепловое расширение.
2. Линейное расширение.
3. Объемное расширение.
4. Тепловое расширение жидкостей.
Литература:[1] Дмитрієва В.Ф. Фізика: Навчальний посібник для студентів навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації. – К: Техніка, 2008. – 648 с. (§81)
1. Тепловым расширением называется увеличение линейных размеров тела и его объема, которое происходит с повышением температуры.
В процессе нагревания твердого тела увеличиваются средние расстояния между атомами.
2. Величина, равная отношению относительного удлинения тела к изменению его температуры на ∆Т = Т – Т0, называется температурным коэффициентом расширения:
Из этой формулы определяем зависимость длины твердого тела от температуры:
l = l0(1+α∆Т)
3. С возрастанием температуры изменяется и объем тела. В пределах не очень большого температурного интервала объем увеличивается пропорционально температуре. Объемное расширение твердых тел характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения β – величиной, равной отношению относительного увеличения объема ∆V/V0 тела к изменению температуры ∆Т:
; V = V0(1+ β∆Т).
4. В процессе нагревания жидкости возрастает средняя кинетическая энергия хаотичного движения ее молекул. Это ведет к увеличению расстояния между молекулами, а значит, и к увеличению объема. Тепловое расширение жидкостей, как и твердых тел, характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения. Объем жидкости при нагревании определяют по формуле: V = V0(1+ β∆Т). Если объем тел увеличивается, то уменьшается их плотность: ρ = ρ0/( β∆Т)
Объем большинства тел в процессе плавления увеличивается, а в процессе затвердевания уменьшается, при этом изменяется и плотность вещества.
Плотность вещества при плавлении уменьшается, а при затвердевании увеличивается. Но есть такие вещества, как, например, кремний, германий, висмут, плотность которых при плавлении увеличивается, а при затвердевании уменьшается. К таким веществам принадлежит и лед (вода).
Контрольные вопросы и задачи
1 Когда происходит тепловое расширение тел?
2 Что называется температурным коэффициентом расширения?
3 Чем характеризуется объемное расширение твердых тел?
4 Чем характеризуется тепловое расширение жидкостей?
5 Почему при нагревании и охлаждении железобетонных конструкций железо в них не отделяется от бетона?
6 Прокат режут на полосы сразу после выхода из прокатного стана при температуре 900°С. Определите длину полос в горячем состоянии, если при 20°С они имеют длину 15м.
Содержательный модуль 2.1 Законы идеального газа
Дата добавления: 2015-10-13; просмотров: 9895;