2015-09-06
174
Тема: Теплове розширення тіл. Лінійне розширення твердих тіл при нагріванні. Залежність густини тіла від температури. Коефіцієнт лінійного розширення. Об’ємне розширення. Використання теплового розширення в природі та техніці.
Основні положення та означення.
- Всі речовини при нагріванні розширюються, а при охолодженні стискуються.
Кристалам властива анізотропія (властивості залежать від напрямку), тому величина розширення кристала при нагріванні залежатиме від напрямку.
Однак більшість кристалів є ізотропними, тобто мають однакові властивості по всім напрямкам, тому при нагріванні вони розширюються однаково у всіх напрямках.
Але, на практиці (в багатьох випадках) доводиться розраховувати розширення лише в одному напрямку.
2. Зміна одного з розмірів твердого тіла при зміні температури називається лінійним розширенням.
- Лінійне розширення описують рівнянням:
Де: 
- початкова довжина; 
- довжина після нагрівання; 
- початкова температура (як правило це 00С); 
або 
- кінцева температура; або
α - коефіцієнт лінійного розширення 
(табличне значення)
- Коефіцієнт лінійного розширення показує, на яку частину довжини тіла, взятого при 00С, змінюється його довжина при нагріванні на 10К
5. Довжину тіла, при різних температурах визначають:
або 
- Об’єм тіла при нагріванні визначають:
або 
Де: V0 – початковий об’єм; V- об’єм після нагрівання 
- коефіцієнт об’ємного розширення V0 V
- Коефіцієнт об’ємного розширення β показує, на яку частину об’єму тіла, взятого при температурі 00С, змінюється об’єм цього тіла при нагріванні на 10К.
- В таблицях дано лише коефіцієнт α. Коефіцієнт β вираховують так: β=3 α.
- При нагріанні тіл їх густина зменшується (маса стала, а об’єм збільшується)
Коефіцієнти лінійного розширення: Коефіцієнти об’ємного розширення рідин:
1. Мідь - 1,7 ·10-5 К-1 1. Бензин, гас – β = 1·10-3 К-1
2. Залізо, сталь – 1,2 ·10-5 К-1 2. Мастило трансформаторне – β = 6·10-4 К-1
3. Скло - 9 ·10-6 К-1 3. Спирт – β = 1,1·10-3 К-1
4. Алюміній – 2,3 ·10-5 К-1 4. Вода: від 1,5·10-4 К-1 до 7·10-4 К-1
