Как изменится форма биметаллической пластинки при нагревании? Материалы, из которых она состоит, обозначены рядом

Тема урока: Форма биметаллической пластинки при нагревании

Инструкция: Биметаллическая пластинка состоит из двух различных металлических полос, алюминия и меди, с разными коэффициентами термического расширения. При нагревании пластинки, металлы начинают расширяться. Так как у алюминия коэффициент термического расширения (0,000023) больше, чем у меди (0,000015), алюминий будет растягиваться сильнее и длиннее, чем медь. Растяжение алюминия и меди вызывает появление различных напряжений и искривление пластинки. Из-за разности в расширении, алюминий становится длиннее меди, что вызывает искривление пластинки в направлении алюминия.

Другими словами, при нагревании биметаллической пластинки, она изогнется в направлении материала с более высоким коэффициентом термического расширения, в нашем случае - в направлении алюминия. Величина изгиба будет зависеть от разности в коэффициентах термического расширения между двумя материалами.

Доп. материал:
Предположим, у нас есть биметаллическая пластинка, состоящая из алюминия и меди. Коэффициент термического расширения для алюминия равен 0,000023, а для меди - 0,000015. При нагревании пластинки в каком направлении и насколько она изогнется?

Совет:
Чтобы лучше понять, как изменится форма биметаллической пластинки при нагревании, полезно вспомнить понятие коэффициента термического расширения и его влияние на объекты из разных материалов. У гибкой пластинки, состоящей из двух материалов с разными коэффициентами термического расширения, один материал будет длиннее или короче другого при нагревании, что приведет к искривлению пластины.

Практика: Представьте, что у вас есть биметаллическая пластинка, состоящая из железа и стали. Коэффициент термического расширения для железа составляет 0,000012, а для стали - 0,000011. При нагревании пластинки, в каком направлении и насколько она изогнется? Ответ объясните, используя понятие коэффициента термического расширения и разницу между коэффициентами термического расширения для железа и стали.