คำจำกัดความของความยาวขยาย สูตร พื้นที่ และปริมาตรของของแข็ง

คำจำกัดความของความยาวขยาย สูตร พื้นที่ และปริมาตรของของแข็ง – ในการสนทนานี้ เราจะอธิบายเกี่ยวกับการขยายตัวที่ยาวนาน ซึ่งรวมถึงแนวคิดเรื่องการขยายยาว สูตรการขยายยาว พื้นที่ ปริมาตรของของแข็ง ซึ่งจะกล่าวถึงอย่างละเอียดถี่ถ้วน สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูรีวิวด้านล่าง

คำจำกัดความของความยาวขยาย สูตร พื้นที่ และปริมาตรของของแข็ง

มาพูดถึงความหมายกันก่อนอย่างระมัดระวัง

คำจำกัดความของการขยายตัวของของแข็ง

เครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบการขยายตัวของสสารเรียกว่า Muschen Broek ในการทดลองที่ดำเนินการแสดงให้เห็นว่าวัตถุเกือบทั้งหมดเมื่อถูกความร้อนจะมีการเปลี่ยนแปลงในด้านความยาว พื้นที่ และปริมาตร

ของแข็ง คือ สารที่มีอนุภาคอยู่ใกล้กันและเป็นระเบียบ เมื่อถูกความร้อน อนุภาคจะสั่นและเคลื่อนออกจากกัน ซึ่งทำให้ขนาดของของแข็งมีขนาดใหญ่ซึ่งเรียกว่าการขยายตัว ในทางกลับกัน หากอนุภาคเย็นตัวลง ก็จะเข้าใกล้กัน ทำให้ขนาดของสารหดตัว ซึ่งเรียกว่าการหดตัว โดยทั่วไปแล้วของแข็งเหล่านี้จะถูกทำให้ร้อนจะขยายตัว

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการขยายตัวมีดังนี้:

• ความยาวของวัตถุ: ยิ่งขนาดของของแข็งที่ถูกความร้อนยิ่งยาว การขยายตัวก็จะยิ่งมากขึ้น ตัวอย่างเช่น แท่งเหล็กที่มีความยาว 1 ม. ก่อนถูกทำให้ร้อนจะขยายตัวเป็นสองเท่าของการขยายตัวของแท่งเหล็กอีกอันที่มีความยาว 0.5 ม. ก่อนที่จะถูกทำให้ร้อน
• ขนาดของการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ: ยิ่งการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเกิดขึ้นโดยวัตถุระหว่างก่อนและหลังถูกทำให้ร้อนมากเท่าใด การขยายตัวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เช่นเดียวกับการมีอยู่ของแท่งเหล็กสองอัน คือ แท่งเหล็ก A มีความยาว 1 เมตร โดยมีอุณหภูมิเริ่มต้นอยู่ที่ 30^oC ถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิ 100^oC จากนั้นเหล็ก B มีความยาว 1 ม. โดยมีอุณหภูมิเริ่มต้น30^oC อุ่นที่อุณหภูมิ 80^oค. ดังนั้นหลังจากถูกความร้อน การขยายตัวของเหล็ก A เป็นเวลานานจะมากกว่าเหล็ก B เนื่องจากเหล็ก A ผ่านการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ 70^oC และเหล็ก B ผ่านการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 50^oค.
• ประเภทของของแข็ง: เช่นเดียวกับอะลูมิเนียม การขยายตัวของอะลูมิเนียมมีมากกว่าการขยายตัวของเหล็กกล้าและทองแดง ซึ่งหมายความว่าความยาวของอลูมิเนียมที่เพิ่มขึ้นนั้นมากกว่าทองแดงและเหล็กกล้า ตัวอย่างเช่น ถ้าความยาวของอลูมิเนียมก่อนถูกทำให้ร้อนคือ 1 เมตร และหลังจากถูกทำให้ร้อนแล้วจะเป็น 1^oC เพิ่มขึ้น 0.000026 เมตร ถ้าความยาวของทองแดงก่อนให้ความร้อนเท่ากับ 1 และหลังจากให้ความร้อน 1^oC เพิ่มขึ้น 0.000011 เมตร ตัวเลขความยาวเพิ่มขึ้นสำหรับวัสดุแต่ละ 1 เมตรโดยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1^oC เรียกว่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวระยะยาว สัญลักษณ์ของสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางยาว (เรียกว่า alpha) และมีหน่วยเป็นเมตรต่อองศาเซลเซียส (m/^oค).

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวระยะยาวของสารหลายชนิดสามารถดูได้จากตารางต่อไปนี้

ปริมาณของการขยายตัวที่ยาวนานในวัสดุที่เป็นของแข็งสามารถกำหนดได้โดยสมการต่อไปนี้:

ล = ล_อู๋ { 1 + (เ₂ - NS₁)}

ข้อมูล:

L = ความยาวหลังการให้ความร้อนหรือความเย็น (ม.) หรือ (ซม.)

L = ความยาวเริ่มต้น (ม.) หรือ (ซม.)

= ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวระยะยาว (ม./^oNS)

NS₁ = อุณหภูมิเริ่มต้น (^อู๋NS)

NS₂ = อุณหภูมิสุดท้าย (^oNS)

กระบวนการขยายที่กว้างขวางในของแข็ง

เช่นเดียวกับการขยายตัวที่ยาวนานของของแข็ง สารทั้งหมดเมื่อถูกความร้อนจะได้รับการขยายตัวอย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตาม สัมประสิทธิ์การขยายตัวของพื้นที่ของสารมีค่าเท่ากับสอง (2) เท่าของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของความยาวของของแข็ง

พื้นที่การขยายตัวขนาดใหญ่ในสารที่เป็นของแข็งสามารถแสดงได้โดยสูตรหรือสมการต่อไปนี้:

A = A { 1 + (t₂ - NS₁)}

ข้อมูล:

A = พื้นที่หลังการให้ความร้อนหรือความเย็น (m²) หรือ (ซม.²)

A = พื้นที่เริ่มต้น (m²) หรือ (ซม.²)

= ค่าสัมประสิทธิ์การขยายพื้นที่ (^oNS)

NS₂ = อุณหภูมิเริ่มต้น (^oNS)

NS₁ = อุณหภูมิสุดท้าย (^oNS)

ด้วยข้อกำหนดของ β = 2 α

กระบวนการขยายวอลุ่มในของแข็ง

ตัวอย่างของเหตุการณ์การขยายเกิดขึ้นเมื่อปิดประตู บานประตูไม่สามารถปิดอย่างแน่นหนาบนวงกบประตูได้ ในทำนองเดียวกันเมื่อปิดหน้าต่าง กระจกหน้าต่างจะไม่พอดีกับกรอบเมื่อปิด เหตุการณ์นี้เกิดจากการที่ประตูและหน้าต่างกระจกขยายออก ทำให้ยากต่อการติดตั้ง การขยายตัวนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการเพิ่มชิ้นส่วนทั้งหมดในมิติของความยาว ความกว้าง และความหนา ซึ่งเรียกว่าการขยายปริมาตรหรือการขยายพื้นที่

ลูกเหล็กก่อนที่จะถูกทำให้ร้อนสามารถเข้าไปในสร้อยข้อมือโลหะได้ หลังจากที่ลูกบอลถูกทำให้ร้อน ลูกบอลจะไม่เข้าสู่วงแหวน เหตุการณ์นี้เป็นเครื่องบ่งชี้ว่ามีการขยายตัวในทรงกลมที่มีปริมาตรเพิ่มขึ้น การขยายปริมาตรหรือการขยายพื้นที่เกิดขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของสัมประสิทธิ์การขยายพื้นที่ ซึ่งเป็นตัวเลขที่ระบุการเพิ่มขึ้นในแต่ละปริมาตรของหน่วยเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ปริมาณการขยายพื้นที่ในวัสดุสามารถกำหนดได้โดยสมการต่อไปนี้:

วี = วี { 1 + (t₂ - NS₁) }

ข้อมูล:

V = ปริมาตรหลังการให้ความร้อนหรือความเย็น (m³) หรือ (ซม.³)

V = ปริมาตรเริ่มต้น (m³) หรือ (ซม.³)

= สัมประสิทธิ์การขยายตัวของปริมาตร ( /^oNS)

NS₁ = อุณหภูมิเริ่มต้น (^oNS)

NS₂ = อุณหภูมิสุดท้าย (^oNS)

ด้วยหมายเหตุ:

γ = 3 α

จึงได้อธิบายเกี่ยวกับ คำจำกัดความของความยาวขยาย สูตร พื้นที่ และปริมาตรของของแข็งหวังว่าจะสามารถเพิ่มความเข้าใจและความรู้ของคุณได้ ขอบคุณสำหรับการเยี่ยมชมและอย่าลืมอ่านบทความอื่น ๆ