Каков процент увеличения длины стержня при нагревании до 50 °С, если изначальная длина стержня при температуре

Содержание вопроса: Коэффициент теплового линейного расширения и процент увеличения длины стержня

Разъяснение: Коэффициент теплового линейного расширения (α) является важным понятием при изучении термического расширения материалов. Он показывает, как изменяется длина материала при изменении его температуры на 1 градус Цельсия. Формула для вычисления изменения длины (ΔL) материала при изменении температуры (ΔT) выглядит следующим образом:

ΔL = α * L₀ * ΔT,

где L₀ - изначальная длина материала.

В данной задаче, изначальная длина стержня (L₀) равна 30 см, а изменение температуры (ΔT) составляет 50 °C (так как стержень нагревается до 50 °C от начальной температуры 0 °C). Коэффициент теплового линейного расширения (α) материала стержня равен 1*10-⁴ °C-¹. Подставляя значения в формулу, получаем:

ΔL = (1*10-⁴ °C-¹) * (30 см) * (50 °C) = 0.15 см.

Таким образом, длина стержня увеличится на 0,15 см при нагревании до 50 °C. Чтобы выразить увеличение длины в процентах, нужно разделить изменение длины на начальную длину и умножить на 100:

Процент увеличения = (ΔL / L₀) * 100 = (0.15 см / 30 см) * 100% = 0.5%.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию коэффициента теплового линейного расширения и процентного увеличения длины, рекомендуется ознакомиться с определениями и примерами материала, связанного с термическим расширением. Эксперименты с различными материалами и наблюдение за их изменениями при температурных воздействиях также могут помочь визуализировать и запомнить эти концепции.

Дополнительное упражнение: У стеклянной трубки изначальная длина составляет 20 см, а коэффициент теплового линейного расширения стекла равен 8*10-⁶ °C-¹. Какое будет увеличение длины трубки при нагревании до 100 °C? Ответ представьте в сантиметрах и в процентах.