На сколько миллиметров изменится длина метрового стержня из алюминия, когда его переносят из наружной среды

Суть вопроса: Изменение длины тела из-за температурных колебаний

Инструкция: При изменении температуры тело, включая металлические стержни, расширяется или сжимается, что приводит к изменению его длины. Данный процесс описывается законом термического расширения, по которому изменение линейных размеров тела зависит от его материала и изменения температуры. Для алюминия коэффициент линейного термического расширения составляет около 0.000022/°C.

Чтобы найти изменение длины для метрового стержня из алюминия, переносимого из наружной среды с температурой -20°С внутрь здания с температурой +24°С, мы можем воспользоваться формулой:

∆L = L₀ * α * ∆T,

где ∆L - изменение длины, L₀ - исходная длина стержня, α - коэффициент линейного термического расширения алюминия, ∆T - изменение температуры.

Согласно данным из задачи, исходная длина стержня равна 1000 мм (1 метр), коэффициент линейного термического расширения алюминия равен 0.000022/°C, а изменение температуры (∆T) равно 44°C (24°C - (-20°C)).

Подставив значения в формулу, мы получим:

∆L = 1000 мм * 0.000022/°C * 44°C = 0.968 мм.

Ответ: Длина метрового стержня из алюминия изменится на 0.968 мм при переносе из наружной среды с температурой -20°C внутрь здания с температурой +24°C (округляем до трех десятичных знаков).

Совет: Чтобы лучше понять концепцию изменения длины тела из-за температуры, можно провести простые эксперименты с различными материалами (например, использовать пластиковые стержни разной длины) и изменять их температуру. Исследование таблицы коэффициентов линейного термического расширения разных материалов также поможет в лучшем понимании данной темы.

Практика: Если стержень из стали имеет исходную длину 200 мм и изменение температуры составляет 60°C, а коэффициент линейного термического расширения стали равен 0.000012/°C, на сколько миллиметров изменится его длина? (Ответ округлите до трех десятичных знаков.)