Чому мідна деталь збільшується під час нагрівання і які параметри змінюються?

Содержание: Расширение медной детали при нагревании

Пояснение: Когда медная деталь подвергается нагреванию, она обычно заметно увеличивает свой размер. Этот эффект называется термическим расширением. Он происходит из-за свойств атомов и молекул вещества изменять свою структуру и двигаться при повышении температуры.

Медь является металлом с высокой теплопроводностью. При нагревании медных атомов начинают быстрее колебаться и более активно перебрасывать энергию друг другу. Это приводит к увеличению расстояния между атомами и молекулами в медной детали, что в свою очередь приводит к увеличению ее размеров.

Расширение медных деталей при нагревании можно выразить через параметр, называемый коэффициентом линейного теплового расширения. Этот коэффициент указывает, насколько изменяется длина детали при изменении ее температуры на один градус Цельсия. Для меди этот коэффициент составляет около 0,0000165 1/град. Это означает, что медная деталь увеличивает свою длину примерно на 0,0000165 единицы при повышении температуры на один градус Цельсия.

Дополнительный материал:
Задача: У медной проволоки начальная длина составляет 1 метр при температуре 20 градусов Цельсия. Каким будет ее новая длина при нагревании до 100 градусов Цельсия? (Коэффициент теплового расширения меди равен 0,0000165 1/град)

Подсчет:
ΔT = Т2 - Т1 = 100 град - 20 град = 80 град

ΔL = α * L * ΔT = 0,0000165 1/град * 1 м * 80 град = 0,00132 м

L2 = L1 + ΔL = 1 м + 0,00132 м = 1,00132 м

Ответ: Новая длина проволоки составит 1,00132 метра.

Совет: Чтобы лучше понять, почему медная деталь расширяется при нагревании, можно представить атомы и молекулы материала как крошечные шарики, которые начинают двигаться и отталкиваться друг от друга при повышении температуры. Визуализация этого процесса может помочь представить, почему деталь меняет свои размеры.

Задача на проверку:
Определите, насколько увеличится длина медной детали длиной 2 метра, если она будет нагрета с 25 градусов до 75 градусов Цельсия. (Коэффициент теплового расширения меди: 0,0000165 1/град)