Hoʻonui wela - nā pilikia a me nā hoʻonā

Hoʻonui wela - nā pilikia a me nā hoʻonā

Hoʻonui ʻāina

1. He ʻāpana kila ma 20^oLoaʻa iā C ka nui e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo nei. Inā ʻo ke koina o lʻO ka hoʻonui pepeiao no ke kila he 10^{-5 o}C^-1 a laila he aha ka loli ma ka ʻāpana ma 60^oC.

ʻIke ʻia:

Ka lōʻihi o ke kila = 40 kenimika

Ka laulā o ke kila = 20 kenimika

ʻO ka hua mua o ka ʻāpana kila (A_o) = (40)(20) = 800 kenimika²

ʻO ke koina o ka hoʻonui linear (α) = 10^{-5 o}C^-1

ʻO ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka ʻāpana (β) = 2 x koina o ka hoʻonui linear (2α) = 2 x 10^{-5 o}C^-1

ʻO ka loli o ka mahana (ΔT) = 60^oC - 20^oC = 40^oC

Makemake ʻia: ʻO ka loli ma ka ʻāpana o ke kila ma 60^oC

Lōlā:

Ka hoʻohālikelike o ka hoʻonui ʻana o ka ʻāpana:

ΔA = βA_o ΔT

ʻO ΔA = ka piʻi ʻana o ka ʻāpana o ke kila, β = Ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka ʻāpana, A_o = ka ʻāpana mua, ΔT = ka loli o ka mahana = ka mahana hope loa - ka mahana mua

ʻO ka hoʻonui ʻana ma ka ʻāpana o ke kila:

ΔA = βA_o ΔT

ΔA = (2 x 10^-5)(800)(40) = 0.64 kenimika

2. He pā hao ma 20^oUa hōʻike ʻia ʻo C ma ke kiʻi ma lalo nei. Inā hoʻokiʻekiʻe ʻia ka mahana i 100^oʻO C a ʻo ke koina o ka hoʻonui linear o ka hao he 1.1 x 10^{-7 o}C^-1, a laila he aha ka ʻāpana hope loa o ka pā.

ʻIke ʻia:

Ka lōʻihi o ka pā = 2 m

Ka laulā o ka pā = 2 m

ʻO ka ʻāpana mua o ka hao (A_o) = (2)(2) = 4 mika²

ʻO ke koina o ka hoʻonui linear no ka hao (α) = 1.1 x 10^{-7 o}C^-1

ʻO ke koina hoʻonui ʻāpana no ka hao (β) = 2 x ke koina hoʻonui linear no ka hao (2α) = 2.2 x 10^{-7 o}C^-1

ʻO ka loli o ka mahana (ΔT) = 100^oC - 20^oC = 80^oC

makemake : ʻĀpana hao ma 100^oC

Lōlā:

Ka hoʻonui ʻana o ka lōʻihi:

ΔA = βA_o ΔT

ΔA = (2.2 x 10^-7)(4)(80) = 704 x 10^-7 = 0,0000704 m²

ʻĀpana hao:

ʻĀpana hao = ʻāpana mua + ka hoʻonui ʻia o ka ʻāpana

ʻĀpana hao = 4 m² + 0.0000704m²

ʻĀpana hao = 4.0000704 m²

3. He papa keleawe me ke koina o ka hoʻonui linear α = 18.10^{-6 o}C^-1 ma 0^oʻO ka nui o C e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo nei. Inā hoʻomehana ʻia ka pā ma 80 ^oC, a laila he aha ka hoʻonui ʻia o ka ʻāpana o ka pā.

ʻIke ʻia:

ʻO ka lōʻihi o ke keleawe = 40 kenimika = 0.4 mika

Ka laulā o ke keleawe = 20 kenimika = 0.2 mika

ʻĀpana mua o ke keleawe (A_o) = (0.4)(0.2) = 0.08 mika²

ʻO ke koina o ka hoʻonui linear no ke keleawe (α) = 18 x 10^{-6 o}C^-1

ʻO ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka ʻāpana no ke keleawe (β) = 2 x ʻO ke koina o ka hoʻonui linear (2α) = 36 x 10^{-6 o}C^-1

ʻO ka loli o ka mahana (ΔT) = 80^oC - 0^oC = 80^oC

Makemake ʻia: ʻO ka hoʻonui ʻia o ka wahi no ke keleawe ma 80^oC

Lōlā:

Ka hoʻonui ʻia o ka wahi no ke keleawe:

ΔA = βA_o ΔT

ΔA = (36 x 10^-6)(0.08)(80) = 230.4 x 10^-6 = 2.304x10^-4 m²

Hoʻonui leo

4. He pahu aniani me ka nui o 4 lita i hoʻopiha ʻia me ka wai, a laila hoʻomehana ʻia a hiki i ka piʻi ʻana o ka mahana he 20^oC. Ua ninini ʻia kekahi wai. ʻO ke koina o ka hoʻonui linear no ke aniani = 9 x 10^{-6 o}C^-1; ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka nui no ka wai = 2.1 x 10^{-4 o}C^-1E hoʻoholo i ka nui o ka wai i ninini ʻia.

ʻIke ʻia:

ʻO ka nui mua o ke kinoea a me ka wai (V_o) = 4 lita

ʻO ka piʻi ʻana o ka mahana o ke aniani a me ka wai (ΔT) = 20^oC

ʻO ke koina o ka hoʻonui linear no ke aniani (α) = 9 x 10^{-6 o}C^-1

ʻO ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka leo no ke aniani (γ) = 3α = 3 (9 x 10^{-6 o}C^-1) = 27 x 10^{-6 o}C^-1

ʻO ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka nui no ka wai (γ) = 2.1 x 10^{-4 o}C^-1

Makemake ʻia: Ka nui o ka wai i ninini ʻia

Lōlā:

ʻO ke kaulike o ka hoʻonui ʻana o ka leo:

V = V_o + γ V_o ΔT

V–V_o = γ V_o ΔT

ΔV = γ V_o ΔT

V= ka leo hope loa, V_o = ka nui mua, ΔV = ka loli o ka leo, γ = ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka leo, ΔT = ka loli ʻana o ka mahana.

Ka loli ʻana o ka nui o ka ipu aniani:

ΔV = γ V_o ΔT = (27 x 10^-6)(4)(20) = 2160 x 10^-6 = 2.160x10^-3 = 0.002160 lita

Ka loli ʻana o ka nui o ka wai:

ΔV = γ V_o ΔT = (2.1 x 10^-4)(4)(20) = 168 x 10^-4 = 0.0168 lita

ʻOi aku ka nui o ka loli o ka nui o ka wai ma mua o ka ipu aniani, no laila ua ninini kekahi wai.

Ka nui o ka wai i ninini ʻia:

0.0168 lita – 0.002160 lita = 0.01464 lita = 0.015 lita

5. He pahu kila (ʻo ke koina o ka hoʻonui linear = 10^{-5 o}C^-1) me ka nui o 6 lita i piha i ka acetone (ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka nui = 1.5 x 10^{-3 o}C^-1). Inā hoʻomehana ʻia ka ipu a me ka acetone mai 0^oC i ka 40^oC, he aha ka nui o ka acetone i ninini ʻia?

ʻIke ʻia:

ʻO ka nui mua o ka ipu a me ka acetone (V_o) = 6 lita

ʻO ka loli o ka mahana o ka ipu a me ka acetone (ΔT) = 40^oC

ʻO ke koina o ka hoʻonui linear no ke kila (α) = 10^{-5 o}C^-1

ʻO ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka leo no ke kila (γ) = 3α = 3 (10^{-5 o}C^-1) = 3 x 10^{-5 o}C^-1

ʻO ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka leo no ka acetone (γ) = 1.5 x 10^{-3 o}C^-1

Makemake ʻia: ʻO ka nui o ka acetone i ninini ʻia

Lōlā:

ʻO ke kaulike o ka hoʻonui ʻana o ka leo:

ΔV = γ V_o ΔT

ΔV = ka loli o ka leo, γ = ke koina o ka hoʻonui ʻana o ka leo, V_o = ka nui mua, ΔT = ka loli o ka mahana.

Ka loli ʻana o ka nui o ka ipu kila:

ΔV = γ V_o ΔT = (3 x 10^-5)(6)(40) = 720 x 10^-5 = 0.00720 lita

Ka loli ʻana o ka nui o ka acetone:

ΔV = γ V_o ΔT = (1.5 x 10^-3)(6)(40) = 360 x 10^-3 = 0.360 lita

ʻO ka loli ʻana o ka nui o ka acetone ʻoi aku ka nui ma mua o ka kila ipu, no laila kekahi ʻacetonepaila.

Ka nui o ka acetone i ninini ʻia:

0.360 lita – 0.00720 lita = 0.3528 lita = 0.35 lita

1. He aha ka hoʻonui wela?
   • pane mai: ʻO ka hoʻonui wela e pili ana i ke ʻano o ka mea e hoʻololi i kona nui i ka pane ʻana i kahi loli o ka mahana.
2. Pehea ka hopena o ka hoʻonui ʻana o ka wela i ka nui o kahi mea?
   • pane mai: I ka hoʻonui ʻia ʻana o ka wela o kahi mea, piʻi aʻe kona nui, kahi e emi ai kona nuipaʻa, me ka manaʻo e mau ana kona nuipaʻa.
3. No ke aha i loaʻa ai nā hakahaka ma waena o nā ʻāpana o nā alahaka a me nā alahao kaʻaahi?
   • pane mai: Ua hoʻolālā ʻia kēia mau āpau, i kapa pinepine ʻia he mau hono hoʻonui, e hoʻokipa i ka hoʻonui ʻana a me ka ʻūlū ʻana o ka mea ma muli o nā loli o ka mahana, e pale ana i ka hiki ke hoʻololi ʻia a hōʻino ʻia paha.
4. He aha ka ʻokoʻa ma waena o ka hoʻonui linear, volumetric, a me ka hoʻonui ʻāpana?
   • pane mai: ʻO ka hoʻonui laina e pili ana i ka loli i hoʻokahi ana (e like me ka lōʻihi o ke koʻokoʻo); ʻo ka hoʻonui ʻana o ka ʻāpana e pili ana i ka loli i ʻelua mau ana (e like me ka ʻili o kahi pepa); a pili ka hoʻonui volumetric i ka loli i nā ana ʻekolu (e like me ka nui o kahi wai).
5. Pehea e hoʻoholo ʻia ai ke koina o ka hoʻonui linear?
   • pane mai: Ua wehewehe ʻia ʻo ia ka loli hapa o ka lōʻihi ma kēlā me kēia kekelē loli o ka mahana ma ke kaomi mau. No kahi mea, ʻo ka loli o ka lōʻihi (∆L) ma muli o ka loli o ka mahana (∆T) ua hāʻawi ʻia e ∆L=αL₀ʻO∆T, kahi L₀ʻO ʻo ia ka lōʻihi mua a $\alpha$ ʻo ia ke koina o ka hoʻonui laina.
6. No ke aha e kūlou ai nā ʻāpana bimetallic i ka wā e hoʻomehana ʻia ai a hoʻomaʻalili ʻia paha?
   • pane mai: ʻO kahi ʻāpana bimetallic he ʻelua mau metala like ʻole i hoʻopaʻa ʻia. No ka mea, he coefficient ponoʻī ko kēlā me kēia metala o ka hoʻonui wela, hoʻonui a ʻuʻuku paha lākou i nā wikiwiki like ʻole ke loli ka mahana. ʻO kēia hoʻonui ʻokoʻa ke kumu o ke kūlou ʻana o ke kaha.
7. Pehea e pili ai ka hanana o ka hoʻonui ʻana o ka wela i ka piʻi ʻana o ka ʻilikai?
   • pane mai: Hiki ke hoʻopili ʻia kekahi hapa o ka piʻi ʻana o ke kai i ka hoʻonui ʻana o ka wai kai. Ke piʻi aʻe ka mahana o ka Honua, mehana nā moana, e alakaʻi ana i ka hoʻonui ʻana o ka wai a me ka piʻi ʻana o ke kai.
8. He aha ka mea e hana ʻia ma ka "hoʻonui ʻano ʻē o ka wai"?
   • pane mai: ʻAʻole e like me ka hapa nui o nā mea, hoʻonui ka wai i kona hoʻomaʻalili ʻana mai 4°C a i 0°C, a laila ʻuʻuku ke paʻahau. ʻO ke ʻano o kēia ʻano ʻē, ʻo ka nui o ka wai ma 4°C. ʻO ia ke kumu e lana ai ka hau (ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka nui ma mua o ka wai wai) ma luna o ka wai.
9. No ke aha he mea nui ka hoʻonui ʻana o ka thermal i ka ʻenekinia a me ke kūkulu ʻana?
   • pane mai: Hoʻonui a ʻuʻuku paha nā mea i ka loli ʻana o ka mahana. Me ka ʻole o ka noʻonoʻo ʻana i ka hoʻonui ʻana o ka wela, hiki i nā hale ke loaʻa i ke kaumaha nui ʻole, ka hoʻololi ʻana, a i ʻole ka hāʻule ʻana. Hoʻokomo nā ʻenekinia a me nā mea kākau hale i nā hiʻohiʻona hoʻolālā e lawelawe palekana i kēia mau hoʻololi.
10. Hiki ke hoʻohuli ʻia ka hoʻonui ʻana o ka wela?

• pane mai: ʻAe, ʻo ka maʻamau ke hoʻomaʻalili ʻia kahi mea, e hana ʻia ka ʻūmiʻi wela, ʻo ia ke kū'ē i ka hoʻonui wela. ʻO ke kekelē a me ke ʻano o kēia ʻūmiʻi e pili ana i ka mea a me nā kūlana.