Расширение тела при изменении температуры
Примерно на сколько миллиметров увеличится длина метрового стержня из железа, если его перенести из улицы
Примерно на сколько миллиметров увеличится длина метрового стержня из железа, если его перенести из улицы с температурой -22°C в здание с температурой +20°C? Ответьте с округлением до тысячных долей: стержень увеличится на сколько мм? Данные о коэффициентах термического расширения веществ: Алюминий - 0,000023 C−1o, Медь - 0,000015 C−1o, Железо - 0,000012 C−1o, Инвар (железо+никель) - 0,000002 C−1o.
17.12.2023 01:53
Написать свой ответ:
Описание:
Расширение тела при изменении температуры связано с явлением термического расширения, которое происходит из-за изменения межатомных расстояний вещества. В данной задаче нам даны коэффициенты термического расширения для различных материалов.
Чтобы решить задачу, нам нужно использовать следующую формулу:
ΔL = L0 * α * ΔT,
где
ΔL - изменение длины
L0 - исходная длина стержня
α - коэффициент линейного расширения
ΔT - изменение температуры
Для нашего случая, исходная длина стержня L0 равна 1000 мм (поскольку стержень однометровый), коэффициент линейного расширения для железа α равен 0,000012 °C−1 и изменение температуры ΔT равно разности между температурой в здании (+20°C) и температурой на улице (-22°C), то есть 42°C.
Доп. материал:
Исходя из формулы, мы можем рассчитать изменение длины стержня:
ΔL = 1000 мм * 0,000012 °C−1 * 42 °C ≈ 0,504 мм.
С округлением до тысячных долей, получаем, что длина стержня увеличится примерно на 0,504 мм.
Совет:
Чтобы более глубоко понять термическое расширение, рекомендуется провести дополнительные исследования и прочитать о свойствах различных материалов при изменении температуры. Дополнительное чтение поможет вам лучше понять применение и значения коэффициентов термического расширения разных веществ.
Задание для закрепления:
Какое изменение длины произойдет у алюминиевого стержня длиной 50 см при изменении температуры на 50°C? Коэффициент линейного расширения для алюминия равен 0,000023 °C−1.