열 발산, 계수, 유형 및 운동



그 열 팽창 신체 또는 물리적 대상이 겪는 다양한 길이 (예 : 길이 또는 부피)의 증가 또는 변화입니다. 이 과정은 재료를 둘러싼 온도의 증가로 발생합니다. 선형 팽창의 경우 이러한 변화는 단일 차원에서 발생합니다.

이 팽창 계수는 공정 전후의 양을 비교하여 측정 할 수 있습니다. 일부 재료는 열팽창과 반대입니다. 즉, 그것은 "부정적"이됩니다. 이 개념은 특정 온도에 노출되었을 때 일부 재료가 수축하는 것을 제안합니다.  

고체에 관해서는 선 팽창 계수를 사용하여 팽창을 설명합니다. 반면에, 용적 팽창 계수는 액체가 계산을 수행하는 데 사용됩니다.

결정화 된 고체의 경우, 등방성이면 팽창은 결정의 모든 차원에서 일반적입니다. 등방성이 아니라면, 결정을 따라 다른 팽창 계수가 발견 될 수 있으며, 온도를 변화시킬 때 크기가 변할 것입니다.

색인

  • 1 열팽창 계수
  • 2 네거티브 열팽창
  • 3 가지 유형
    • 3.1 선형 확장
    • 3.2 부피 확장
    • 3.3 표면 또는 영역 팽창
  • 4 예
    • 4.1 첫 번째 운동 (선형 확장)
    • 4.2 두 번째 운동 (표면 확장)
  • 왜 팽창이 일어나는가??
  • 6 참고 문헌

열팽창 계수

열팽창 계수 (Y)는 재료의 온도 변화로 인해 통과 한 변화의 반경으로 정의됩니다. 이 계수는 고형물의 경우 기호 α와 액체의 경우 β로 표시되며 국제 단위계 (International System of Units).

열팽창 계수는 고체, 액체 또는 기체에 따라 달라집니다. 각자 다른 특색을 가지고있다..

예를 들어, 솔리드의 팽창은 길이를 따라 볼 수 있습니다. 체적 계수는 유체에 관한 한 가장 기본적인 것 중 하나이며, 변화는 모든 방향에서 현저합니다. 이 계수는 가스의 팽창을 계산할 때도 사용됩니다.

음의 열팽창

음의 열팽창은 고온에서 크기가 커지는 대신 저온으로 인해 수축하는 일부 재료에서 발생합니다.

이러한 유형의 열 팽창은 얼음이나 복잡한 화합물의 경우처럼 방향성 상호 작용이 관찰되는 개방 시스템에서 일반적으로 볼 수 있습니다. 일부 제올라이트 (Cu2O)의 경우와 다른 경우입니다..

또한, 일부 연구에 따르면 음의 열팽창이 단일 부품 격자에서 소형 형태로 발생하고 중심 힘 상호 작용.

네거티브 열팽창의 명확한 예는 한 잔의 물에 얼음을 추가 할 때 볼 수 있습니다. 이 경우, 얼음 위의 액체의 고온은 크기를 증가시키지 않고, 얼음의 크기를 감소시킨다.

유형

물리적 인 물체의 팽창을 계산할 때, 온도 변화에 따라 물체가 그 물체의 크기를 증가 시키거나 축소시킬 수 있다는 것을 고려해야한다.

일부 개체는 크기를 수정하기 위해 과도한 온도 변화가 필요하지 않으므로 계산에 의해 버려지는 값은 평균입니다.

모든 공정과 마찬가지로 열팽창은 각 현상을 개별적으로 설명하는 몇 가지 유형으로 나뉩니다. 고형물의 경우 열팽창 유형은 선형 팽창, 부피 팽창 및 표면 팽창입니다.

선형 확장

선형 확장에서 단일 편차가 우세합니다. 이 경우 변경을 수행하는 유일한 단위는 객체의 높이 또는 너비입니다..

이 유형의 팽창을 계산하는 쉬운 방법은 온도 변화 전의 양의 값을 온도 변화 후의 양의 값과 비교하는 것입니다.

체적 팽창

용적 팽창의 경우, 온도를 변화시키기 전의 유체의 부피와 온도 변화 후의 유체의 부피를 비교하여 계산합니다. 그것을 계산하는 수식은 다음과 같습니다.

표면 또는 면적 확장

표면 확장의 경우 1 ° C에서 온도가 변할 때 신체 또는 물체의 면적 증가가 관찰됩니다.

이 팽창은 고형물에서 효과적입니다. 선형 계수가있는 경우 객체의 크기가 두 배가된다는 것을 알 수 있습니다. 그것을 계산하는 수식은 다음과 같습니다.

Af = A0 [1 + YA (Tf - T0)]

이 표현식에서 :

γ = 면적 팽창 계수 [° C-1]

A0 = 초기 영역

Af = 최종 영역

T0 = 초기 온도.

Tf = 최종 온도

면적 확장과 선형 확장의 차이점은 첫 번째에는 대상 영역의 증가가 있고 두 번째에는 단일 단위 측정의 변경입니다 (길이 또는 길이가 될 수 있음). 물리적 객체의 너비).

예제들

첫 번째 운동 (선형 확장)

강철로 지어진 열차의 궤도를 구성하는 레일 길이는 1500m입니다. 온도가 24에서 45 ° C가 될 때의 길이는 얼마입니까??

솔루션

데이터 :

L0 (초기 길이) = 1500m

Lf (최종 길이) = ?

Tο (초기 온도) = 24 ° C

Tf (최종 온도) = 45 ° C

α (강재에 대응하는 선형 팽창 계수) = 11 x 10-6 ° C-1

데이터는 다음 수식으로 바뀝니다.

그러나 먼저이 데이터를 방정식에 포함시키기 위해 온도 차이 값을 알아야합니다. 이 미분을 얻으려면 최저 온도에서 최고 온도를 빼야합니다..

Δt = 45 ° C - 24 ° C = 21 ° C

이 정보가 알려지면 이전 수식을 사용할 수 있습니다.

Lf = 1500 ㎛ (1 + 21 ℃, 11 × 10-6 ° C-1)

Lf = 1500m (1 + 2.31 × 10-4)

Lf = 1500m (1,000231)

Lf = 1500.3465m

두 번째 운동 (표면 확장)

고등학생의 경우 유리 판매는 온도가 21 ° C 인 경우 1.4 m ^ 2의 면적을 갖습니다. 온도를 35 ° C까지 올리면 최종 영역은 어떻게됩니까??

솔루션

Af = A0 [1 + (Tf-T0)]

Af = 1.4 ㎛2 [1] 204.4 x 10-6]

Af = 1.4 ㎛2 . 1,0002044

Af = 1,40028616m2

왜 팽창이 일어나는가??

누구나 모든 물질이 다양한 원자 입자로 구성되어 있다는 것을 알고 있습니다. 온도를 올리거나 낮춤으로써이 원자들은 물체의 모양을 바꿀 수있는 이동 과정을 시작합니다.

온도가 상승하면 분자는 운동 에너지의 증가로 인해 빠르게 움직이기 시작하므로 물체의 모양이나 부피가 증가합니다.

음의 온도의 경우 반대가 발생합니다.이 경우 물체의 부피는 일반적으로 저온.

참고 문헌

  1. 선형, 피상적 및 체적 딜레이 - 운동. Fisimat에서 2018 년 5 월 8 일에 복구 된 것으로 확인 됨 : fisimat.com.mx
  2. 피상적 발모 - 운동 해결. 2018 년 5 월 8 일 Fisimat에서 검색 함 : fisimat.com.mx
  3. 열 팽창. 2018 년 5 월 8 일에 Encyclopædia Britannica에서 검색 함 : britannica.com
  4. 열 팽창. Hyper Physics Concepts에서 2018 년 5 월 8 일 검색 함 : hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. 열 팽창. 2018 년 5 월 8 일 Lumen Learning에서 검색 함 : courses.lumenlearning.com
  6. 열 팽창. 2018 년 5 월 8 일 The Physics 하이퍼 텍스트 북 : physics.info에서 검색 함
  7. 열 팽창. 2018 년 5 월 8 일에 Wikipedia에서 검색 함 : en.wikipedia.org.