ការពង្រីកកម្ដៅ - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ

ការពង្រីកកម្ដៅ - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ

ការពង្រីកតំបន់

១. សន្លឹកដែកមួយនៅសីតុណ្ហភាព 20 ^° C មានទំហំដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងក្រោម។ ប្រសិនបើមេគុណនៃ ការពង្រីក លីនេអ៊ែរ សម្រាប់ដែកគឺ 10 ^{-5 °} C ^-1 នោះតើការប្រែប្រួលនៃផ្ទៃនៅសីតុណ្ហភាព 60 ^° C ជាអ្វី?

ស្គាល់៖

ប្រវែងដែក = ៤០ សង់ទីម៉ែត្រ

ទទឹងដែក = 20 សង់ទីម៉ែត្រ

ផ្ទៃ​ដែក​ដំបូង (A₂O₃ ₎ = (40)(20) = 800 សង់ទីម៉ែត្រ ^²

មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរ (α) = 10 ^{-5 o} C ^-1

មេគុណនៃការពង្រីកផ្ទៃ (β) = 2 x មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរ (2α) = 2 x 10 ^{-5 o} C ^-1

ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព (ΔT) = 60 ^o C – 20 ^o C = 40 ^o C

ចង់បាន៖ ការប្រែប្រួលនៃផ្ទៃដែកនៅសីតុណ្ហភាព 60 ^{អង្សា} សេ

ដំណោះស្រាយ៖

សមីការនៃការពង្រីកផ្ទៃដី៖

_ΔA = βA₂O₃ΔT

ΔA = ការកើនឡើងនៃផ្ទៃដែក, β = មេគុណនៃការពង្រីកផ្ទៃ, A ₌ ផ្ទៃដំបូង, ΔT = ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព = សីតុណ្ហភាពចុងក្រោយ – សីតុណ្ហភាពដំបូង

ការកើនឡើង នៃផ្ទៃដែក៖

_ΔA = βA₂O₃ΔT

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

២. បន្ទះដែកមួយនៅសីតុណ្ហភាព ២០ ^{អង្សា} សេ ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបខាងក្រោម។ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានលើកឡើងដល់ ១០០ ^{អង្សា} សេ ហើយមេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរនៃដែកគឺ ១.១ x ១០-៧ ^{អង្សា សេ} -១ ^នោះ តើផ្ទៃចុងក្រោយនៃបន្ទះនោះជាអ្វី?

ស្គាល់៖

ប្រវែងចាន = 2 ម៉ែត្រ

ទទឹងចាន = 2 ម៉ែត្រ

ផ្ទៃដំបូងនៃជាតិដែក (A₂o₃ ₎ = (2)(2) = 4 ម ²

មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរសម្រាប់ជាតិដែក (α) = 1.1 x 10 ^{-7 o} C ^-1

មេគុណនៃការពង្រីកផ្ទៃសម្រាប់ជាតិដែក (β) = 2 x មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរសម្រាប់ជាតិដែក (2α) = 2.2 x 10 ^{-7 o} C ^-1

ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព (ΔT) = 100 ^o C – 20 ^o C = 80 ^o C

ចង់បាន ៖ ផ្ទៃដែកនៅសីតុណ្ហភាព ១០០ ^{អង្សា} សេ

ដំណោះស្រាយ៖

ការកើនឡើងនៃប្រវែង៖

_ΔA = βA₂O₃ΔT

ΔA = (2.2 x 10 ^-7 )(4)(80) = 704 x 10 ^-7 = 0,0000704 ម ²

តំបន់ដែក៖

ផ្ទៃដែក = ផ្ទៃដំបូង + ផ្ទៃកើនឡើង

ផ្ទៃដែក = 4 ម ² + 0.0000704 ម ²

ផ្ទៃក្រឡាដែក = ៤,០០០០៧០៤ ^{ម៉ែត្រការ៉េ}

៣. បន្ទះសំរិទ្ធដែលមានមេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរ α = 18.10 ^{-6 o} C ^-1 នៅ 0 ^o C មានទំហំដូចបង្ហាញក្នុងរូបខាងក្រោម។ ប្រសិនបើបន្ទះត្រូវបានកំដៅនៅ 80 ^o C នោះតើការកើនឡើងនៃផ្ទៃបន្ទះគឺជាអ្វី?

ស្គាល់៖

ប្រវែងសំរិទ្ធ = ៤០ សង់ទីម៉ែត្រ = ០,៤ ម៉ែត្រ

ទទឹងសំរិទ្ធ = 20 សង់ទីម៉ែត្រ = 0.2 ម៉ែត្រ

ផ្ទៃដំបូងនៃសំរិទ្ធ (A₂O₃ ₎ = (០.៤)(០.២) = ០.០៨ ^{ម៉ែត្រការ៉េ}

មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរសម្រាប់សំរិទ្ធ (α) = 18 x 10 ^{-6 o} C ^-1

មេគុណនៃការពង្រីកផ្ទៃសម្រាប់សំរិទ្ធ (β) = 2 x មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរ (2α) = 36 x 10 ^{-6 o} C ^-1

ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព (ΔT) = 80 ^o C – 0 ^o C = 80 ^o C

ចង់បាន៖ ការកើនឡើងនៃផ្ទៃសម្រាប់សំរិទ្ធនៅសីតុណ្ហភាព 80 ^{អង្សា} សេ

ដំណោះស្រាយ៖

ការកើនឡើងនៃផ្ទៃដីសម្រាប់សំរិទ្ធ៖

_ΔA = βA₂O₃ΔT

ΔA = (36 x 10 ^-6 )(0.08)(80) = 230.4 x 10 ^-6 = 2.304 x 10 ^-4 ម ²

ការពង្រីកបរិមាណ

៤. ធុងកញ្ចក់មួយដែលមានបរិមាណ ៤ លីត្រ ពេញដោយទឹក បន្ទាប់មកកំដៅរហូតដល់សីតុណ្ហភាពកើនឡើង ២០ ^{អង្សា} សេ។ ទឹកខ្លះបានហៀរចេញ។ មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរសម្រាប់កញ្ចក់ = ៩ x ១០ ^{-៦ អង្សា} សេ ^-១ ; មេគុណនៃការពង្រីកបរិមាណសម្រាប់ទឹក = ២.១ x ១០ ^{-៤ អង្សា} សេ ^-១ ។ កំណត់បរិមាណទឹកដែលហៀរ។

ស្គាល់៖

បរិមាណដំបូងនៃឧស្ម័ន និងទឹក (V₂O₃ ₎ = 4 លីត្រ

ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពនៃកញ្ចក់ និងទឹក (ΔT) = 20 ^o C

មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរសម្រាប់កញ្ចក់ (α) = 9 x 10 ^{-6 o} C ^-1

មេគុណនៃការពង្រីកបរិមាណសម្រាប់កញ្ចក់ (γ) = 3α = 3 (9 x 10 ^{-6 o} C ^-1 ) = 27 x 10 ^{-6 o} C ^-1

មេគុណនៃការពង្រីកបរិមាណសម្រាប់ទឹក (γ) = 2.1 x 10 ^{-4 o} C ^-1

ចង់បាន៖ បរិមាណទឹកដែលហៀរចេញ

ដំណោះស្រាយ៖

សមីការនៃការពង្រីកបរិមាណ៖

V = V₂O ₊ γ _V₂O ΔT

វី – វ៉ូ ₌ γ _វ៉ូ ΔT

ΔV = γ V _o ΔT

V = បរិមាណចុងក្រោយ , V ₌ បរិមាណដំបូង , ΔV = ការប្រែប្រួលបរិមាណ , γ = មេគុណនៃការពង្រីកបរិមាណ , ΔT = ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព។

ការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណនៃធុងកញ្ចក់៖

ΔV = γ V _o ΔT = (27 x 10 ^-6 )(4)(20) = 2160 x 10 ^-6 = 2.160 x 10 ^-3 = 0.002160 លីត្រ

ការប្រែប្រួលបរិមាណទឹក៖

ΔV = γ V _o ΔT = (2.1 x 10 ^-4 )(4)(20) = 168 x 10 ^-4 = 0.0168 លីត្រ

ការប្រែប្រួលបរិមាណទឹកគឺធំជាងធុងកញ្ចក់ ដូច្នេះទឹកខ្លះហៀរចេញ។

បរិមាណទឹកដែលហៀរចេញ៖

០.០១៦៨ លីត្រ – ០.០០២១៦០ លីត្រ = ០.០១៤៦៤ លីត្រ = ០.០១៥ លីត្រ

៥. ធុងដែកមួយ (មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរ = 10 ^{-5 oC} -1 ⁾ ដែលមានបរិមាណ 6 លីត្រ ពោរពេញទៅដោយអាសេតូន (មេគុណនៃការពង្រីកបរិមាណ = 1.5 x 10 ^{-3 oC -1} )។ ប្រសិនបើធុង និងអាសេតូនត្រូវបានកំដៅពី 0 ^oC ដល់ 40 ^oC តើបរិមាណអាសេតូនដែលហៀរចេញមានប៉ុន្មាន?

ស្គាល់៖

បរិមាណដំបូងនៃធុង និងអាសេតូន (V₂O₃ ₎ = 6 លីត្រ

ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពនៃកុងតឺន័រ និងអាសេតូន (ΔT) = 40 ^o C

មេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរសម្រាប់ដែកថែប (α) = 10 ^{-5 o} C ^-1

មេគុណនៃការពង្រីកបរិមាណសម្រាប់ដែកថែប (γ) = 3α = 3 (10 ^{-5 o} C ^-1 ) = 3 x 10 ^{-5 o} C ^-1

មេគុណនៃការពង្រីកបរិមាណសម្រាប់អាសេតូន (γ) = 1.5 x 10 ^{-3 o} C ^-1

ចង់បាន៖ បរិមាណអាសេតូនដែលហៀរចេញ

ដំណោះស្រាយ៖

សមីការនៃការពង្រីកបរិមាណ៖

ΔV = γ V _o ΔT

ΔV = ការប្រែប្រួលបរិមាណ , γ = មេគុណនៃការពង្រីកបរិមាណ , Vo ₌ បរិមាណ ដំបូង , ΔT = ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព ។

ការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណធុងដែក៖

ΔV = γ V _o ΔT = (3 x 10 ^-5 )(6)(40) = 720 x 10 ^-5 = 0.00720 លីត្រ

ការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណអាសេតូន៖

ΔV = γ V _o ΔT = (1.5 x 10 ^-3 )(6)(40) = 360 x 10 ^-3 = 0.360 លីត្រ

ការប្រែប្រួលបរិមាណនៃ អាសេតូន គឺធំជាង ធុង ដែក ដូច្នេះ ថ្នាំគ្រាប់ អាសេតូន មួយចំនួន ។

បរិមាណអាសេតូនដែលហៀរចេញ៖

០.០១៦៨ លីត្រ – ០.០០២១៦០ លីត្រ = ០.០១៤៦៤ លីត្រ = ០.០១៥ លីត្រ

1. តើការពង្រីកកម្ដៅជាអ្វី?
   • ចម្លើយ: ការពង្រីកដោយកម្ដៅសំដៅទៅលើទំនោររបស់រូបធាតុក្នុងការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណរបស់វាជាការឆ្លើយតបទៅនឹងការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព។
2. តើការពង្រីកកម្ដៅប៉ះពាល់ដល់ដង់ស៊ីតេនៃសារធាតុយ៉ាងដូចម្តេច?
   • ចម្លើយ: នៅពេលដែលសារធាតុមួយឆ្លងកាត់ការពង្រីកដោយកម្ដៅ បរិមាណរបស់វាកើនឡើង ដែលនាំឱ្យមានការថយចុះនៃដង់ស៊ីតេរបស់វា ដោយសន្មតថាម៉ាស់របស់វានៅតែថេរ។
3. ហេតុអ្វីបានជាមានចន្លោះប្រហោងរវាងផ្នែកស្ពាន និងផ្លូវរថភ្លើង?
   • ចម្លើយ: ចន្លោះប្រហោងទាំងនេះ ដែលជារឿយៗត្រូវបានគេហៅថា សន្លាក់ពង្រីក ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីសម្រួលដល់ការពង្រីក និងការរួមតូចនៃវត្ថុធាតុដោយសារតែការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព ដើម្បីការពារការខូចទ្រង់ទ្រាយ ឬការខូចខាតដែលអាចកើតមាន។
4. តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​ភាព​ខុស​គ្នា​រវាង​ការ​ពង្រីក​លីនេអ៊ែរ ការ​ពង្រីក​បរិមាណ និង​ការ​ពង្រីក​ផ្ទៃ?
   • ចម្លើយ: ការពង្រីកលីនេអ៊ែរសំដៅទៅលើការផ្លាស់ប្តូរវិមាត្រមួយ (ដូចជាប្រវែងនៃដំបង)។ ការពង្រីកផ្ទៃសំដៅទៅលើការផ្លាស់ប្តូរវិមាត្រពីរ (ដូចជាផ្ទៃនៃសន្លឹក)។ និងការពង្រីកបរិមាណទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ប្តូរវិមាត្រទាំងបី (ដូចជាបរិមាណនៃសារធាតុរាវ)។
5. តើមេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរត្រូវបានកំណត់យ៉ាងដូចម្តេច?
   • ចម្លើយ: វាត្រូវបានកំណត់ថាជាការប្រែប្រួលប្រភាគនៃប្រវែងក្នុងមួយដឺក្រេនៃការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពនៅសម្ពាធថេរ។ ចំពោះសារធាតុមួយ ការប្រែប្រួលប្រវែង (∆L) ដោយសារតែការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព (∆T) ត្រូវបានផ្តល់ដោយ ∆L=αL₀​∆T, ដែលជាកន្លែងដែល L₀​ គឺជាប្រវែងដំបូង និង $\alpha$ គឺជាមេគុណនៃការពង្រីកលីនេអ៊ែរ។
6. ហេតុអ្វីបានជាបន្ទះ bimetallic ពត់នៅពេលកម្តៅ ឬត្រជាក់?
   • ចម្លើយ: បន្ទះលោហៈពីរប្រភេទមានលោហធាតុពីរផ្សេងគ្នាភ្ជាប់គ្នា។ ដោយសារលោហធាតុនីមួយៗមានមេគុណពង្រីកកម្ដៅរៀងៗខ្លួន ពួកវាពង្រីក ឬរួមតូចក្នុងអត្រាខុសៗគ្នានៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពប្រែប្រួល។ ការពង្រីកខុសគ្នានេះបណ្តាលឱ្យបន្ទះនោះពត់។
7. តើបាតុភូតនៃការពង្រីកកម្ដៅទាក់ទងយ៉ាងដូចម្តេចទៅនឹងការកើនឡើងនៃកម្រិតទឹកសមុទ្រ?
   • ចម្លើយ: ផ្នែកមួយនៃការកើនឡើងនៃកម្រិតទឹកសមុទ្រអាចត្រូវបានសន្មតថាជាការពង្រីកកម្ដៅនៃទឹកសមុទ្រ។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពផែនដីកើនឡើង មហាសមុទ្រក៏ឡើងកំដៅ ដែលនាំឱ្យមានការពង្រីកទឹក និងជាលទ្ធផលនៃការកើនឡើងនៃកម្រិតទឹកសមុទ្រ។
8. តើមានអ្វីកើតឡើងនៅក្នុង "ការពង្រីកទឹកមិនធម្មតា"?
   • ចម្លើយ: មិនដូចសារធាតុភាគច្រើនទេ ទឹកពង្រីកនៅពេលវាត្រជាក់ពី ៤អង្សាសេ ដល់ ០អង្សាសេ ហើយបន្ទាប់មករួញនៅពេលវាកក។ ភាពមិនប្រក្រតីនេះមានន័យថា ទឹកមានដង់ស៊ីតេអតិបរមារបស់វានៅ ៤អង្សាសេ។ នេះជាមូលហេតុដែលទឹកកក (ដែលមានដង់ស៊ីតេតិចជាងទឹករាវ) អណ្តែតលើទឹក។
9. ហេតុអ្វីបានជាការពង្រីកកម្ដៅមានសារៈសំខាន់ក្នុងវិស្វកម្ម និងសំណង់?
   • ចម្លើយ: សម្ភារៈពង្រីក ឬរួញនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ។ បើមិនគិតពីការពង្រីកកម្ដៅទេ រចនាសម្ព័ន្ធអាចជួបប្រទះនឹងភាពតានតឹង ការខូចទ្រង់ទ្រាយ ឬការបរាជ័យដែលមិនសមហេតុផល។ វិស្វករ និងស្ថាបត្យករបញ្ចូលលក្ខណៈពិសេសនៃការរចនាដើម្បីដោះស្រាយការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះដោយសុវត្ថិភាព។
10. តើការពង្រីកកម្ដៅអាចបញ្ច្រាស់បានទេ?

• ចម្លើយ: មែនហើយ ជាធម្មតានៅពេលដែលសម្ភារៈមួយត្រូវបានត្រជាក់ វានឹងឆ្លងកាត់ការកន្ត្រាក់ដោយកម្ដៅ ដែលផ្ទុយពីការពង្រីកដោយកម្ដៅ។ កម្រិត និងលក្ខណៈនៃការកន្ត្រាក់នេះនឹងអាស្រ័យលើសម្ភារៈ និងលក្ខខណ្ឌ។