ठोस विस्तार र तरल पदार्थको विस्तार

यो ज्ञात छ कि गर्मी को प्रभाव को तहत, कणहरूले आफ्नो अराजक गति को तेज गर्दछ। यदि तपाईं ग्याँस उचाल्नुहुन्छ भने, अणुहरू जो बनाउँछ यो बस फरक पर्दछ। ताप तरल भोल्युममा वृद्धि हुनेछ, र त्यसपछि यो भाप सुरु हुनेछ। र ठोस निकायहरूको के हुनेछ? ती मध्ये प्रत्येकले यसको समग्र राज्य परिवर्तन गर्न सक्दैन।

थर्मल विस्तार: परिभाषा

थर्मल विस्तार आयामहरूमा परिवर्तन र शरीरको आकार जब परिवर्तन परिवर्तन हुन्छ। गणित रूपमा, यो भोल्युम विस्तार गुणांकको गणना गर्न सम्भव छ, जुन बाह्य अवस्था परिवर्तन गर्न ग्यासहरूको व्यवहार र तरल पदार्थको अनुमान गर्दछ। ठोसहरूको लागि उही परिणामहरू प्राप्त गर्न, यो रैखिक विस्तारको गुणांक लिन आवश्यक छ । भौतिकीहरूले यस प्रकारको अनुसन्धानको लागि एक पूर्ण खण्ड पहिचान गरेका छन् र यसलाई दिटेरेटिमी भनिन्छ।

इञ्जिनियर्स र आर्किटेक्टहरूले भवन निर्माण, सडक र पाइपको लागि उच्च र कम तापमानको प्रभाव अन्तर्गत विभिन्न सामग्रीको व्यवहारको बारेमा आवश्यक जानकारी चाहिन्छ।

ग्यासहरूको विस्तार

ग्यासहरूको थर्मल विस्तारसँग स्पेसमा तिनीहरूको भोल्युमको विस्तार विस्तार भएको छ। प्राकृतिक दार्शनिकहरूले यो प्राचीन समयमा देखे, तर केवल आधुनिक भौतिकवादीहरूले गणितीय गणनाहरू निर्माण गर्न सक्थे।

सबै भन्दा पहिले, वैज्ञानिकहरूले हवाको विस्तारमा रूचि राखेका थिए, किनभने उनीहरूले उनलाई एक व्यावहारिक कार्य जस्तो लागेन। तिनीहरूले यति धेरै उत्साहित भए कि उनीहरूले धेरै विरोधाभासी परिणाम पाए। स्वाभाविक रूपले, वैज्ञानिक समुदाय यस्तो परिणामलाई सन्तुष्ट पार्न सकेन। मापको शुद्धता प्रयोगमा थर्मामीटरमा निर्भर हुन्छ, दबावमा र धेरै अन्य अन्य अवस्थाहरूमा। केही फिजिकिस्टहरू पनि निष्कर्षमा पुगेका छन् कि ग्यासहरूको विस्तार तापमान परिवर्तनहरूमा निर्भर हुँदैन। वा यो निर्भरता पूर्ण छैन ...

डाल्टन र गेयु-लुसेकका कार्यहरू

ज्यान डाल्टन को बाहेक भौतिकीहरूले उनीहरूको हजुरआमा सम्म तर्क गर्न जारी राख्थे, वा तिनीहरूले मापन गर्थे । उनले र अर्को भौतिकी, समानुपातिक समानुपातिक समिती समानुपातिक समितिका अध्यक्ष गौज-लुसेकले एक अर्कालाई एक अर्काको समान माप परिणाम प्राप्त गर्न सकेनन।

लुसेकले धेरै फरक परिणामहरूको कारण पत्ता लगाउन खोजे र देखा पर्यो कि प्रयोगको समयमा केही उपकरणहरूमा पानी थियो। स्वाभाविक रूपले, तापक्रमको प्रक्रियामा, यो भापमा परिणत भयो र अध्ययन गरिएको ग्यासहरूको मात्रा र संरचना परिवर्तन भयो। त्यसोभए, पहिलो कुरा वैज्ञानिकले प्रयोगमा प्रयोग गर्ने सबै साधनहरू सावधानीपूर्वक सुचारु गर्न थाल्नुभयो, र ग्यास अध्ययनका लागि नमी को न्यूनतम प्रतिशत पनि बहिष्कृत भए। यी सबै हेरफेर पछि, पहिलो केही प्रयोगहरू अधिक विश्वसनीय साबित भयो।

डाल्टनले आफ्नो सहयोग भन्दा लामो समय यस समस्याको सामना गरे र परिणामहरू XIX शताब्दीको शुरुवातमा प्रकाशित गर्यो। उहाँले सल्फरिक एसिड वाष्पहरूसँग हावा सुत्नुभयो, र त्यसपछि यसलाई गरम गर्नुभयो। प्रयोगहरूको एक श्रृंखला पछि, यूहन्नाले निष्कर्षमा आएँ कि सबै ग्याँसहरू र वाष्पहरू 0.376 को कारकद्वारा विस्तारित हुन्छन्। लुसेकले संख्या 0.375 पायो। यो अध्ययनको आधिकारिक परिणाम बन्नुभयो।

पानी भाप लोच

ग्यासहरूको थर्मल विस्तार तिनीहरूको लोचमा निर्भर हुन्छ, जुन, मूल भोल्युममा फर्किने क्षमता। पहिलो प्रश्न अठारहौं शताब्दीको बीचमा जिइलर खोज्न थाल्नुभयो। तर उनीहरूको प्रयोगका परिणामहरू धेरै फरक थिए। जेम्स वाटले अधिक विश्वसनीय तथ्याङ्कहरू प्राप्त गरेका थिए , जसले उच्च तापमानको लागि बयलर र कम तापमानका लागि एक ब्यारोमीटर प्रयोग गरे।

18 औं शताब्दीको अन्त्यमा, फ्रांसीसी भौतिकवादी प्रेनीले एकल सूत्रको खोजी गर्ने प्रयास गरे जुन ग्याँसको लोचको वर्णन गर्थ्यो, तर यो धेरै जटिल र प्रयोग गर्न गाह्रो भयो। डाल्टनले यसका लागि एक साइफोन बैरोमीटर प्रयोग गरी सबै गणना परीक्षण प्रयोग गरे। यस तथ्यको बावजुद सबै प्रयोगहरूमा तापमान एकै थिएन, परिणाम धेरै सटीक थिए। त्यसकारण उनले उनीहरूलाई भौतिक विज्ञानमा आफ्नो पाठ्यपुस्तिकामा टेबलको रूपमा प्रकाशित गरे।

Evaporation सिद्धांत

गैसहरूको थर्मल विस्तार (शारीरिक सिद्धान्तको रूपमा) विभिन्न परिवर्तनहरू आएको छ। वैज्ञानिकहरूले भ्याम्मे उत्पादन गरी प्रोसेसरको सारमा पाउने प्रयास गरेका छन्। यहाँ फेरि पहिले हामीलाई भौतिक चिकित्सक डल्टनको रूपमा चिनिन्छ। उनले सम्मोचन गरे कि कुनै पनि ठाउँ ग्याँस वाष्पहरु संग संतृप्त छ, चाहे यो जलाशय (कोठा) मा कुनै अन्य ग्याँस वा भाप अवस्थित छ। नतीजा, यो निष्कर्ष निकाल्न सक्छ कि तरल वाष्पीकरण हुनेछ, बस वायुमंडलीय वायु संग सम्पर्क मा आउनेछ।

तरल को सतह मा हावा को एक स्तम्भ को दबाव मा परमाणु को बीच को स्थान को बढावा गर्दछ, उनलाई अलग र भटकना, जो भाप को निर्माण मा योगदान दि्छ। तर गुरुत्वाकर्षण बल वाष्पको अणुहरूमा काम गर्न जारी छ, त्यसैले वैज्ञानिकहरूले मानिन्छ कि वायुमंडलीय दबाबले तरल पदार्थको वाष्पीकरणलाई असर गर्दैन।

तरल पदार्थको विस्तार

तरल पदार्थको थर्मल विस्तार ग्यासहरूको विस्तारसँग समानांतरमा अन्वेषण गरिएको थियो। वैज्ञानिक अनुसन्धान एक नै वैज्ञानिकहरु द्वारा गरियो। यसो गर्नका लागि, तिनीहरूले थर्मामीटर, एमिमोमीटर, संचार पोत र अन्य उपकरणहरू प्रयोग गर्थे।

सबै प्रयोगहरू एकसाथ र प्रत्येक अलग रूपमा डल्टनको सिद्धान्त हो जुन समानुपातिक तरल पदार्थ तापमानको वर्गमा विस्तार हुन्छ जसमा तिनीहरू गर्म हुन्छन्। निस्सन्देह, उच्च तापमान, ठूलो तरल को मात्रा, तर यसको बीच कुनै सीधा सम्बन्ध थियो। र सबै तरल पदार्थको लागि विस्तारको दर फरक थियो।

उदाहरणको लागि, पानीको थर्मल विस्तार, शून्य डिग्री सेल्सियसमा सुरु हुन्छ र तापमानमा कमी संग जारी छ। पहिले, प्रयोगका यी नतिजाहरू तथ्यलाई जोड दिएका थिए कि पानी विस्तार गर्दैन, तर यो क्षमतामा नराम्रो स्थानमा छ। तर केही समयपछि फिजिकिस्ट डीलेकले निष्कर्षमा ल्याएको कारण तरल आफैमा खोज्नु पर्छ। उहाँले यसको सबैभन्दा ठूलो घनत्वको तापमान फेला पार्न निर्णय गर्नुभयो। यद्यपि, यो निश्चित कारणले निश्चित विवरणको उपेक्षा गरेको छ। यस घटनाको अध्ययन गर्ने रमफोर्टले पाया कि पानीको अधिकतम घनत्व 4 देखि 5 डिग्री सेल्सियससम्म देखा पर्दछ।

शरीरको थर्मल विस्तार

ठोसहरूमा, विस्तारको मुख्य तंत्रले क्रिस्टल जालका कम्पनको आयाममा परिवर्तन हो। साधारण शब्दहरुमा राख्नु, अणुले बनाएको सामग्री र एकअर्कालाई पालन गर्न कठोर रूपमा "चिन्ता" गर्न थाल्यो।

शरीरको थर्मल विस्तारको व्यवस्था निम्नानुसार तैयार गरिएको छ: रैखिक आयामको साथ कुनै पनि शरीर एल को द्वारा ताप को प्रक्रिया मा (डेल्टा टी प्रारम्भिक तापमान र अन्तिम एक को बीच अंतर हो) डीएल द्वारा फैलिएको छ (डेल्टा एल वस्तु को लम्बाई देखि रैखिक तापीय विस्तार को गुणांक को व्युत्पन्न हो) तापमान)। यो यस कानूनको सबै भन्दा सरल संस्करण हो, जुन डिफल्टले खातामा सबै दिशाहरूमा तुरुन्तै विस्तार गर्दछ। तर व्यावहारिक कामको लागि, धेरै अधिक जटिल गणनाहरू प्रयोग गरिन्छ, किनभने वास्तविकता सामग्री भौतिकी र गणितज्ञहरू द्वारा मोडेलको तुलनामा फरक व्यवहार गर्दछ।

रेलको थर्मल विस्तार

रेल ट्रयाक को बिछाने को लागि, भौतिकीहरु को संधै आकर्षित हुन्छन्, किनकी उनि रेल जोडहरु को बीच को सही दूरी को गणना गर्न सक्छन्, ताकि जब गर्म या ठंडा रास्ते विकृत गर्दैन।

जस्तै नै माथि उल्लेख गरिएको छ, थर्मल रैखिक विस्तार सबै ठोसहरूको लागि लागू हुन्छ। र रेल कुनै अपवाद थिएन। तर त्यहाँ एक विवरण छ। एक रेखीय परिवर्तन स्वतन्त्र हुन्छ यदि शरीर घर्षण द्वारा प्रभावित छैन। पङ्क्तिहरू कठोर रूपमा सुँगुरसँग जोडिएका छन् र निकटका रेलहरूसँग वेल्डेड गरिएको छ, त्यसोभए नियमले लम्बाइ परिवर्तनको वर्णन गर्दछ भने बाधाहरू दौड्ने र पुनरुत्थानको बिरुवामा आशंका गर्दछ।

यदि रेलले यसको लम्बाइ परिवर्तन गर्न सक्दैन, त्यसपछि तापमानमा परिवर्तनको साथ, योमा द्रुत तनाव बढ्छ, जसले दुवैलाई खिच्न र कम्पास गर्न सक्छ। यो घटना हक्सको कानूनले वर्णन गरेको छ।