Berfirehbûna germî - pirsgirêk û çareserî

Berfirehbûna germî - pirsgirêk û çareserî

Berfirehkirina deverê

1. Pelgeyeke pola di 20 ^° C de xwedî mezinahiya wekî ku di wêneyê jêrîn de tê nîşandan e. Ger katsayiya berfirehbûna xêzikî ya pola 10-5°C-1 be ^{, wê} demê ^guhertina rûberê di 60 ^° C de çi ye?

Tê zanîn:

Dirêjahiya pola = 40 cm

Firehiya pola = 20 cm

Destpêka rûbera pola (Ao ₎ = (40)(20) = 800 ^cm2

Katsayiya berfirehbûna xêzikî (α) = 10 ^{-5 o} C ^-1

Katsayiya berfirehbûna rûberê (β) = 2 x katsayiya berfirehbûna xêzikî (2α) = 2 x 10 ^{-5 o} C ^-1

Guherîna germahiyê (ΔT) = 60 ^o C – 20 ^o C = 40 ^o C

Xwestin: Guhertina rûbera pola di 60 ^o C de

Areserî:

Hevkêşeya berfirehbûna deverê:

ΔA = β A _o ΔT

ΔA = zêdebûna rûbera pola, β = katsayiya berfirehbûna rûberê, Ao ₌ rûbera destpêkê, ΔT = guherîna germahiyê = germahiya dawî – germahiya destpêkê

Zêdebûna qada pola:

ΔA = β A _o ΔT

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

2. Di wêneya jêrîn de lewheyek hesinî di 20 ^° C de hatiye nîşandan. Ger germahî bigihîje 100 ^° C û katsayiya berfirehbûna xêzikî ya hesin 1.1 x 10-7°C-1 be ^{, wê} demê ^rûbera dawîn a lewheyê çi ye?

Tê zanîn:

Dirêjahiya plakeyê = 2 m

Firehiya plakeyê = 2 m

Rûbera destpêkê ya hesin (Ao ₎ = (2)(2) = 4 ^m2

Katsayiya berfirehbûna xêzikî ji bo hesin (α) = 1.1 x 10 ^{-7 o} C ^-1

Katsayiya berfirehbûna rûberê ji bo hesin (β) = 2 x katsayiya berfirehbûna xêzikî ji bo hesin (2α) = 2.2 x 10 ^{-7 o} C ^-1

Guherîna germahiyê (ΔT) = 100 ^o C – 20 ^o C = 80 ^o C

Xwestin : Qada hesin di 100 ^o C de

Areserî:

Zêdebûna dirêjahiyê:

ΔA = β A _o ΔT

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

Qada hesinî:

Qada hesin = qada destpêkê + zêdebûna qadê

Qada hesin = 4 m ² + 0.0000704 m ²

Qada hesin = 4.0000704 ^m2

3. Pelqeyek ji bronz bi katsayiya berfirehbûna xêzikî α = 18.10 ^{-6 o} C ^-1 di 0 ^o C de xwedî mezinahiyek wekî ku di wêneya jêrîn de tê nîşandan e. Ger pel di 80 ^o C de were germ kirin, wê hingê zêdebûna rûbera pelê çi ye?

Tê zanîn:

Dirêjahiya bronz = 40 cm = 0.4 metre

Firehiya bronz = 20 cm = 0.2 metre

Rûbera destpêkê ya bronzê (Ao ₎ = (0.4)(0.2) = 0.08 ^m2

Katsayiya berfirehbûna xêzikî ji bo bronzê (α) = 18 x 10 ^{-6 o} C ^-1

Koefîsyenta berfirehbûna rûberê ji bo bronzê (β) = 2 x Koefîsyenta berfirehbûna xêzikî (2α) = 36 x 10 ^{-6 o} C ^-1

Guherîna germahiyê (ΔT) = 80 ^o C – 0 ^o C = 80 ^o C

Xwestin: Zêdebûna rûbera bronzê di 80 ^° C de

Areserî:

Zêdebûna rûbera ji bo bronz:

ΔA = β A _o ΔT

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

Berfirehkirina Volume

4. Konteynirek ji cam bi qebareya 4 lîtreyan tijî av e, paşê heta ku germahî bibe 20 ^° C tê germ kirin. Hinek av rijiya. Katsayiya berfirehbûna xêzikî ji bo cam = 9 x 10 ^{-6 °} C ^-1 ; katsayiya berfirehbûna qebareyê ji bo avê = 2.1 x 10 ^{-4 °} C ^-1 . Qebareya ava rijandî diyar bikin.

Tê zanîn:

Qebareya destpêkê ya gaz û avê (Vo2o2 ₎ = 4 lître

Zêdebûna germahiya cam û avê (ΔT) = 20 ^o C

Katsayiya berfirehbûna xêzikî ji bo cama (α) = 9 x 10 ^{-6 o} C ^-1

Katsayiya berfirehbûna qebareyê ji bo camê (γ) = 3α = 3 (9 x 10 ^{-6 o} C ^-1 ) = 27 x 10 ^{-6 o} C ^-1

Katsayiya berfirehbûna qebareyê ji bo avê (γ) = 2.1 x 10 ^{-4 o} C ^-1

Xwestin: Hecma ava rijandî

Areserî:

Hevkêşeya berfirehbûna qebareyê:

V = V₂o ₊ γV₂o _ΔT

V – V _o = γ V _o ΔT

ΔV = γV _o ΔT

V = qebareya dawî , V0 ₌ qebareya destpêkê , ΔV = guherîna qebareyê , γ = katsayiya berfirehbûna qebareyê , ΔT = guherîna germahiyê.

Guhertina di qebareya konteynirê cam de:

ΔV = γV _o ΔT = (27 x 10 ^-6 )(4)(20) = 2160 x 10 ^-6 = 2.160 x 10 ^-3 = 0.002160 lître

Guhertina di mezinahiya avê de:

ΔV = γV _o ΔT = (2.1 x 10 ^-4 )(4)(20) = 168 x 10 ^-4 = 0.0168 lître

Guherîna qebareya avê ji konteynirê cam mezintir e, ji ber vê yekê hinek av dirijê.

Hejmara ava rijandî:

0.0168 lître – 0.002160 lître = 0.01464 lître = 0.015 lître

5. Konteynireke pola (kategoriya berfirehbûna xêzikî = 10-5 ^{o C} -1 ⁾ bi qebareya 6 lîtreyan ku bi asetonê tije ye (kategoriya berfirehbûna qebareyê = 1.5 x 10-3 ^{o C} -1 ⁾ . Ger konteynir û aseton ji 0 ^o C heta 40 ^o C werin germ kirin, qebareya asetonê ya rijandî çi ye?

Tê zanîn:

Qebareya destpêkê ya konteynir û aseton (V2O2 ₎ = 6 lître

Guherîna germahiya konteynir û asetonê (ΔT) = 40 ^o C

Katsayiya berfirehbûna xêzikî ji bo pola (α) = 10 ^{-5 o} C ^-1

Katsayiya berfirehbûna qebareyê ji bo pola (γ) = 3α = 3 (10 ^{-5 o} C ^-1 ) = 3 x 10 ^{-5 o} C ^-1

Katsayiya berfirehbûna qebareyê ji bo asetonê (γ) = 1.5 x 10 ^{-3 o} C ^-1

Tê xwestin: Qebareya asetonê ya rijandî

Areserî:

Hevkêşeya berfirehbûna qebareyê:

ΔV = γV _o ΔT

ΔV = guherîna qebareyê , γ = katsayiya berfirehbûna qebareyê , Vo ₌ qebareya destpêkê , ΔT = guherîna germahiyê.

Guhertina di qebareya konteynirê pola de:

ΔV = γV _o ΔT = (3 x 10 ^-5 )(6)(40) = 720 x 10 ^-5 = 0.00720 lître

Guhertina di mîqdara asetonê de:

ΔV = γV _o ΔT = (1.5 x 10 ^-3 )(6)(40) = 360 x 10 ^-3 = 0.360 lître

Guhertina qebareya asetonê ji konteynirê pola mezintir e , ji ber vê yekê hin hebên asetonê hene.

Hejmara asetonê ya rijandî:

0.360 lître – 0.00720 lître = 0.3528 lître = 0.35 lître

1. Berfirehbûna germî çi ye?
   • Bersiv: Berfirehbûna germî behsa meyla guhertina qebareya madeyê li gorî guherîna germahiyê dike.
2. Berfirehbûna germî çawa bandorê li dendika madeyekê dike?
   • Bersiv: Her ku madeyek berfirehbûna germî derbas dike, qebareya wê zêde dibe, ku ev jî dibe sedema kêmbûna dendika wê, bi şertê ku girseya wê sabît bimîne.
3. Çima di navbera beşên piran û rêyên trênê de valahî hene?
   • Bersiv: Ev valahî, ku pir caran wekî movikan berfirehkirinê têne binavkirin, ji bo ku berfirehkirin û girjbûna materyalê ji ber guherînên germahiyê biguncînin, hatine çêkirin, û pêşî li deformasyon an zirara potansiyel digirin.
4. Cûdahiya di navbera berfirehbûna xêzik, volûmetrîk û berfirehbûna deverê de çi ye?
   • Bersiv: Berfirehbûna xêzikî behsa guherîna di yek pîvanê de dike (wek dirêjahiya çîpekê); berfirehbûna rûberî behsa guherîna di du pîvanan de dike (wek rûbera pelekê); û berfirehbûna qebareyî behsa guherîna her sê pîvanan dike (wek qebareya şilekekê).
5. Katsayiya berfirehbûna xêzikî çawa tê destnîşankirin?
   • Bersiv: Ew wekî guherîna perçeyî ya dirêjahiyê li gorî pileya guherîna germahiyê di zextek sabît de tê pênasekirin. Ji bo madeyekê, guherîna dirêjahiyê (∆L) ji ber guherîna germahiyê (∆T) bi vê tê dayîn. ∆L=αL₀​∆T, ku L₀​ dirêjahiya destpêkê ye û $\alpha$ katsayiya berfirehbûna xêzikî ye.
6. Çima şerîtên bîmetalîk dema ku têne germ kirin an sar kirin ditewin?
   • Bersiv: Şerîtek dumetalîk ji du metalên cuda yên bi hev ve girêdayî pêk tê. Ji ber ku her metalek xwedî katsayiya xwe ya berfirehbûna germî ye, dema ku germahî diguhere ew bi rêjeyên cûda berfireh dibin an jî girj dibin. Ev berfirehbûna cûda dibe sedema xwarbûna şerîtê.
7. Diyardeya berfirehbûna germî çawa bi bilindbûna asta deryayê ve girêdayî ye?
   • Bersiv: Beşek ji bilindbûna asta deryayê dikare ji ber berfirehbûna germî ya ava deryayê be. Her ku germahiya Erdê bilind dibe, okyanûs germ dibin, û ev jî dibe sedema berfirehbûna avê û di encamê de bilindbûna asta deryayê.
8. Di "berfirehbûna anormal a avê" de çi dibe?
   • Bersiv: Berevajî piraniya madeyan, av dema ku ji 4°C heta 0°C sar dibe fireh dibe, û dema ku diqelişe fireh dibe. Ev anomalî tê vê wateyê ku dendika herî zêde ya avê di 4°C de ye. Ji ber vê yekê ye ku qeşa (ku ji ava şil kêmtir dendik e) li ser avê diherike.
9. Çima berfirehbûna germî di endezyarî û înşaetê de girîng e?
   • Bersiv: Materyal bi guherîna germahiyê fireh dibin an jî diqelişin. Bêyî ku firehbûna germî were hesibandin, avahî dikarin bi zext, deformasyon an jî têkçûna zêde re rû bi rû bimînin. Endezyar û mîmar taybetmendiyên sêwiranê bikar tînin da ku bi ewlehî van guhertinan çareser bikin.
10. Ma dikare berfirehbûna germî were berevajîkirin?

• Bersiv: Belê, bi gelemperî dema ku materyalek tê sarkirin, ew ê rastî girjbûna germî were, ku berevajî berfirehbûna germî ye. Asta û cewherê vê girjbûnê dê bi materyal û şert û mercan ve girêdayî be.