As jo goed nei in elektryske kabel sjogge, sille jo fernimme dat er nei ûnderen bûgd is fanwegen slapte. Wêrom wurde elektryske kabels mei opsetsin losmakke, ynstee fan gewoan strak oandraaid? De measte dakken yn Flores en Lembata, East Nusa Tenggara, binne makke fan sink (Zn). Oerdeis of nachts meitsje sinken dakken lûd. Wêrom makket sink lûd? As jo op it eilân Java wenje, hawwe jo wierskynlik spoarwegen waarnommen. Der binne gatten yn 'e railferbiningen. Wat is de funksje fan dizze gatten yn 'e railferbiningen? Der binne in protte oare dingen wêr't jo oer neitinke kinne en wêr't jo oer freegje kinne yn ferbân mei dit ûnderwerp. útwreiding.
Lingte-útwreiding
De measte fêste stoffen ûndergeane lineêre útwreiding as har temperatuer feroaret. Dit ferwiist nei in tanimming of ôfname fan lingte. Typysk nimt de lingte fan in objekt ta as de temperatuer tanimt, wylst de lingte ôfnimt as de temperatuer ôfnimt. Jo soene tinke kinne dat lineêre útwreiding allinich foarkomt yn objekten lykas tinne triedden. Tink bygelyks oan in auto dy't oan 'e kant fan 'e dyk parkeard stiet en bleatsteld wurdt oan sinneljocht. As de auto oerferhit wurdt, kin de metalen plaat dikker wurde of kin de lingte fan syn kanten tanimme. In sinkdak kin ek lineêre útwreiding ûnderfine. Yn dit gefal, as it sink oerferhit wurdt, wreidzje de rânen fan it sink út en kin it sink ek dikker wurde. Itselde bart mei spoarwegen en izeren of stielen brêgen.
De measte fêste stoffen wreidzje út of krimpen as har temperatuer feroaret, dus wy moatte begripe hoe't temperatuerferoarings de útwreiding fan fêste stoffen beynfloedzje. Dit is tige nuttich by it ûntwerpen fan apparatuer, gebouwen, auto's, ensfh. Bygelyks, de gatten yn spoarwegen. Spoarwegen binne makke fan stiel. Yngenieurs hawwe de breedte fan 'e gatten tusken elke rail berekkene. Op in waarme dei sille de rails mei ferskate sintimeter útwreidzje. As in trein der oerhinne giet, nimt de temperatuer fan 'e rails ek ta, wêrtroch't de rails mei hoefolle sintimeter útwreidzje. Op in kâlde nacht krimpen de rails mei hoefolle sintimeter. Op basis fan 'e analyze skatte yngenieurs de ôfstân tusken de gatten yn 'e rails, sadat as de railtemperatuer tanimt, de rails inoar net reitsje en bûgd wurde.
Om ús te helpen by it ôflieden fan 'e formule dy't de relaasje tusken temperatuerferoaring en de hoemannichte lineêre útwreiding oanjout, beskôgje in fêst objekt dat útwreiding ûndergiet, lykas te sjen is yn 'e ôfbylding rjochts. Byskrift: To = begjintemperatuer, T = eintemperatuer, Lo = begjinlingte, L = lingte nei útwreiding, delta L = feroaring yn lingte, delta T = feroaring yn temperatuer.
As de temperatuer fan it objekt = To (it objekt is noch kâld), de lingte fan it objekt = LoAs de temperatuer fan it objekt = T (de temperatuer fan it objekt nimt ta), is de lingte fan it objekt = L. Op basis fan 'e resultaten fan observaasjes en eksperiminten is de feroaring yn 'e lingte fan it objekt evenredich mei de feroaring yn temperatuer. As de temperatuer tanimt, nimt de lingte fan it objekt ta. Omkeard, as de temperatuer ôfnimt, nimt de lingte fan it objekt ôf. De feroaring yn 'e lingte fan it objekt is ek evenredich mei de begjinlingte fan it objekt (Lo). As de grutte fan 'e temperatuerferoaring itselde is, sil in objekt dat bygelyks 10 meter lang is twa kear safolle yn lingte tanimme as in objekt dat mar 5 meter lang is. Dus hoe langer it objekt, hoe grutter de útwreiding fan it objekt.
De feroaring yn 'e lingte fan in objekt (delta L) is evenredich mei de feroaring yn temperatuer (delta T):
De feroaring yn lingte fan it objekt (delta L) is evenredich mei de begjinlingte fan it objekt (Lo):
De feroaring yn lingte fan elk objekt is oars. Sels as it grut is temperatuerferoarings Op deselde wize is de útwreiding dy't izer ûnderfynt net itselde as dy dy't glês ûnderfynt. Itselde jildt foar oare objekten. Dêrom hinget de lineêre útwreiding ôf fan 'e koëffisjint fan lineêre útwreiding fan elk objekt. De koëffisjint fan lineêre útwreiding foar elk objekt wurdt krigen troch eksperiminten. Hoe grutter de koëffisjint fan lineêre útwreiding, hoe grutter de tanimming fan lingte. Hoe lytser de koëffisjint fan lineêre útwreiding, hoe lytser de tanimming fan lingte. Der kin sein wurde dat de feroaring yn 'e lingte fan in objekt evenredich is mei de koëffisjint fan lineêre útwreiding.
De trije fergelikingen hjirboppe wurde útdrukt yn in fergeliking:
De totale lingte fan in objekt nei útwreiding of krimp kin wurde krigen troch de begjinlingte fan it objekt (L) byinoar op te tellen.o) en feroarings yn objektlingte (delta L).
As de temperatuer feroaret (TT)o) negatyf is, dan is de feroaring yn lingte (LL)o) is ek negatyf. Yn dit gefal nimt de lingte fan it objekt ôf. Omkeard, as de temperatuer feroaret (TTo) posityf is, dan is de feroaring yn lingte (LLo) is ek posityf. Yn dit gefal nimt it objekt yn lingte ta.
It folgjende is de wearde fan 'e koëffisjint fan lineêre útwreiding fan fêste objekten, by in temperatuer fan 20 oC. Floeistoffen en gassen feroarje fan foarm, wêrtroch't se gjin lineêre útwreiding ûnderfine kinne. De koëffisjint fan lineêre útwreiding fan fêste stoffen hinget ek ôf fan 'e temperatuer. By ferskillende temperatueren fariëarret de koëffisjint fan lineêre útwreiding fan fêste stoffen ek. As it temperatuerferskil net te grut is, sil it ferskil yn 'e koëffisjint fan lineêre útwreiding ek net te grut wêze, sadat it negearre wurde kin.
Folume-útwreiding
Lingte-útwreiding wurdt allinnich ûnderfûn troch fêste objekten, folume-útwreiding wurdt ûnderfûn troch alle objekten, oft se no fêst, floeiber of gasfoarmich binne. De fergeliking foar folume-útwreiding is fergelykber mei de fergeliking foar lingte-útwreiding.
De folume-útwreidingsfergeliking hjirboppe is allinich jildich as de feroaring yn folume fan in objekt (oft it no fêst, floeistof of gas is) lytser is as it begjinfolume fan it objekt. As de feroaring yn folume fan in objekt grutter is as it begjinfolume fan it objekt, jout de folume-útwreidingsfergeliking gjin krekte resultaten. Meastentiids is de folumeferoaring dy't fêste objekten ûnderfine net te grut. Yn tsjinstelling is de folumekoëffisjintwearde fan floeistoffen en gassen frij grut. De folumekoëffisjint foar gassen feroaret ek maklik mei temperatuerferoaringen. Dêrom wurdt de formule hjirboppe allinich brûkt foar de útwreiding fan fêste objekten. De formule foar it bepalen fan de feroaring yn gasfolume sil bestudearre wurde yn it ûnderwerp fan 'e kinetyske teory fan gassen yn groep 11.
