Lineêre útwreiding

De measte fêste objekten ûnderfine in lineêre útwreiding as de temperatuer feroaret. De lineêre útwreiding is de tanimming fan 'e lingte fan it objekt of de ôfname fan 'e lingte fan it objekt. Meastentiids nimt de lingte fan it objekt ta as de temperatuer tanimt, wylst de lingte fan it objekt ôfnimt as de temperatuer sakket. Jo soene tinke kinne dat lineêre útwreiding allinich kin foarkomme op objekten lykas tinne triedden. Sjoch bygelyks nei in auto dy't oan 'e kant fan 'e dyk parkeard stiet, sadat er bleatsteld wurdt oan 'e sinne. As de auto oerferhit wurdt, kin de izeren plaat dikker wurde, of kin de sydlingte tanimme. Dakken fan huzen makke fan sink kinne ek útwreiding ûnderfine. Yn dit gefal, as sink oerferhit wurdt, nimme de rânen fan sink yn breedte ta en kin sink sels dikker wurde. Itselde barde mei de spoarwegen en it izer of stiel op 'e brêge.

De measte fêste objekten wreidzje út of krimpen as de temperatuer fan it objekt feroaret, dus wy moatte witte hoe't de temperatuerferoarings de útwreiding fan fêste objekten beynfloedzje. Bygelyks, in gat yn 'e spoaren. Spoarwegen binne makke fan stiel. De yngenieurs hiene de breedte fan 'e gat tusken elke rail berekkene. Op in waarme dei sil de rail in pear sintimeter útwreidzje. As der in trein oerhinne riidt, nimt de temperatuer fan 'e rail ek ta, sadat de rail hoefolle sintimeter útrekt. Op kâlde nachten krimpen de rails ta hoefolle sintimeter.

Op basis fan 'e resultaten fan 'e analyze skatte de yngenieurs de ôfstân tusken de spoarspleten, sadat as de temperatuer fan 'e spoar tanimt, de spoaren inoar net reitsje en bûge wurde.

Om ús te helpen in formule ôf te lieden dy't de relaasje tusken temperatuerferoarings en de grutte fan lingte-útwreiding oanjout, besjoch in fêst objekt dat útwreiding ûnderfynt, lykas te sjen is yn 'e ûndersteande ôfbylding.

Lineêre útwreiding 1To = begjintemperatuer, T = eintemperatuer, Lo = begjinlingte, ΔL = feroaring yn lingte, L = lingte nei útwreiding, ΔT = feroaring yn temperatuer.

As it objekttemperatuer = T o (it objekt is noch kâld), is de objektlingte = L o . As 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 binne de feroarings yn 'e lingte fan it objekt evenredich mei de feroarings 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 lingte fan in objekt is ek evenredich mei de lingte fan it orizjinele objekt (Lo). As de temperatuerferoarings itselde binne, sille objekten dy't bygelyks 10 meter lang binne, dûbeld yn lingte wêze yn ferliking mei objekten dy't mar 5 meter lang binne. Dus, hoe langer it objekt, hoe grutter de útwreiding fan it objekt.

Feroarings yn objektlingte (L) binne evenredich mei feroarings yn temperatuer (ΔT): ΔL α ΔT

Feroarings yn 'e lingte fan in objekt (ΔL) binne evenredich mei de lingte fan it orizjinele objekt (L o ): ΔL α L o

Feroarings yn 'e lingte fan elk objekt ferskille. Hoewol de temperatuerferoarings itselde binne, is de útwreiding dy't izer ûnderfynt net itselde as glês. Likegoed mei oare objekten. Dat, de lineêre útwreiding hinget ôf fan 'e koëffisjint fan lineêre útwreiding fan elk objekt. Hoe grutter de koëffisjint fan lineêre útwreiding, hoe grutter de lingtetanimming. Hoe lytser de koëffisjint fan lineêre útwreiding, hoe lytser de lingtetanimming. Men kin sizze dat de feroaring yn lingte fan in objekt evenredich is mei de koëffisjint fan lineêre útwreiding.

∆ L ∝ α

De trije fergelikingen hjirboppe wurde útdrukt yn in fergeliking:

Lineêre útwreiding 2

Beskriuwing: ΔL = De feroaring yn lingte, α = De koëffisjint fan lineêre útwreiding (ienheden α = K -1 of (C o ) -1 , L o = Begjinlingte, ΔT (T 1 – T o ) ΔT = De feroarings yn temperatuer (eindtemperatuer – begjintemperatuer)

De totale lingte fan in objekt nei't it útwreiding of krimp ûnderfûn hat, kin wurde krigen troch de begjinlingte fan it objekt (L o ) en de feroaring yn lingte fan it objekt (ΔL) op te tellen.

Lineêre útwreiding 3

Beskriuwing: ΔL = lingte fan it objekt nei útwreiding of krimping, Lo = De begjinlingte fan it objekt, ΔL = L – Lo = De feroaring yn lingte, α = De koëffisjint fan lineêre útwreiding (ienheden fan α = K-1 of (Co)-1, ΔT = T – To = Temperatuerferoaring, To = De begjintemperatuer, T = de eintemperatuer.

As de temperatuerferoaring (TT o ) negatyf is, dan is de feroaring yn lingte (LL o ) ek negatyf.

Yn dit gefal nimt de lingte fan it objekt ôf. Omkeard, as de temperatuerferoaring (TT o ) posityf is, dan is de feroaring yn lingte (LL o ) ek posityf. Yn dit gefal nimme objekten yn lingte ta.

Hjirûnder stiet de wearde fan 'e koëffisjint fan lineêre útwreiding fan 'e fêste objekten, by in temperatuer fan 20 °C. De foarm fan 'e floeibere en gasfoarmige stoffen feroaret, sadat dizze twa soarten stoffen gjin lineêre útwreiding ûnderfine kinne. De koëffisjint fan lineêre útwreiding fan in fêst objekt hinget ek ôf fan 'e temperatuer. By ferskillende temperatueren fariëarret de koëffisjint fan lineêre útwreiding fan fêste objekten ek. As it temperatuerferskil net te signifikant is, is it ferskil yn 'e koëffisjint fan lineêre útwreiding net te signifikant, sadat it negearre wurde kin.

Lineêre útwreiding 4

Lineêre útwreiding 5

Lit in reaksje efter