ການຂະຫຍາຍເສັ້ນ

ວັດຖຸແຂງສ່ວນໃຫຍ່ຈະປະສົບກັບການຂະຫຍາຍຕົວເປັນເສັ້ນຊື່ເມື່ອອຸນຫະພູມປ່ຽນແປງ. ການຂະຫຍາຍຕົວເປັນເສັ້ນຊື່ແມ່ນຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸເພີ່ມຂຶ້ນ ຫຼື ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຫຼຸດລົງ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຈະເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຫຼຸດລົງເມື່ອອຸນຫະພູມຫຼຸດລົງ. ທ່ານອາດຄິດວ່າການຂະຫຍາຍຕົວເປັນເສັ້ນຊື່ສາມາດເກີດຂຶ້ນໄດ້ພຽງແຕ່ໃນວັດຖຸເຊັ່ນ: ສາຍໄຟບາງໆເທົ່ານັ້ນ. ຕົວຢ່າງ, ເບິ່ງລົດທີ່ຈອດຢູ່ຂ້າງທາງ, ສະນັ້ນມັນຈຶ່ງຖືກແສງແດດ. ເມື່ອລົດຮ້ອນເກີນໄປ, ແຜ່ນເຫຼັກສາມາດໜາຂຶ້ນ, ຫຼື ຄວາມຍາວຂອງຂ້າງສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນ. ຫຼັງຄາເຮືອນທີ່ເຮັດດ້ວຍສັງກະສີກໍ່ສາມາດປະສົບກັບການຂະຫຍາຍຕົວໄດ້. ໃນກໍລະນີນີ້, ເມື່ອສັງກະສີຮ້ອນເກີນໄປ, ຂອບຂອງສັງກະສີຈະເພີ່ມຄວາມກວ້າງ ແລະ ສັງກະສີສາມາດໜາຂຶ້ນໄດ້. ສິ່ງດຽວກັນນີ້ເກີດຂຶ້ນກັບທາງລົດໄຟ ແລະ ເຫຼັກ ຫຼື ເຫຼັກກ້າຢູ່ເທິງຂົວ.

ວັດຖຸແຂງສ່ວນໃຫຍ່ຈະຂະຫຍາຍ ຫຼື ຫົດຕົວເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງວັດຖຸປ່ຽນແປງ, ດັ່ງນັ້ນພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງຮູ້ວ່າການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມມີຜົນກະທົບຕໍ່ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງວັດຖຸແຂງແນວໃດ. ຕົວຢ່າງ, ຊ່ອງຫວ່າງໃນລາງລົດໄຟ. ລາງລົດໄຟແມ່ນເຮັດດ້ວຍເຫຼັກ. ວິສະວະກອນໄດ້ຄິດໄລ່ຄວາມກວ້າງຂອງຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງລາງແຕ່ລະອັນ. ໃນມື້ທີ່ອາກາດຮ້ອນ, ລາງຈະຂະຫຍາຍອອກສອງສາມຊັງຕີແມັດ. ເມື່ອລົດໄຟຜ່ານ, ອຸນຫະພູມລາງກໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຊັ່ນກັນ ດັ່ງນັ້ນລາງຈຶ່ງຍືດອອກໄດ້ຈັກຊັງຕີແມັດ. ໃນຄືນທີ່ອາກາດໜາວ, ລາງຈະຫົດຕົວລົງເປັນຈັກຊັງຕີແມັດ.

ອີງຕາມຜົນຂອງການວິເຄາະ, ວິສະວະກອນໄດ້ປະເມີນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຊ່ອງຫວ່າງຂອງລາງລົດໄຟ, ດັ່ງນັ້ນເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງລາງລົດໄຟເພີ່ມຂຶ້ນ, ລາງລົດໄຟຈະບໍ່ແຕະກັນ ແລະ ງໍ.

ເພື່ອຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດໄດ້ສູດທີ່ລະບຸຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ ແລະ ຂະໜາດຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຍາວ, ໃຫ້ທົບທວນຄືນວັດຖຸແຂງທີ່ມີການຂະຫຍາຍຕົວ ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.

T_o = ອຸນຫະພູມເບື້ອງຕົ້ນ, T = ອຸນຫະພູມສຸດທ້າຍ, L_o = ຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນ, ΔL = ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວ, L = ຄວາມຍາວຫຼັງຈາກການຂະຫຍາຍຕົວ, ΔT = ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ.

ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງວັດຖຸ = To _o (ວັດຖຸຍັງເຢັນຢູ່), ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸ = L _o . ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງວັດຖຸ = T ​​(ອຸນຫະພູມຂອງວັດຖຸເພີ່ມຂຶ້ນ), ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸ = L.

ອີງຕາມຜົນຂອງການສັງເກດ ແລະ ການທົດລອງ, ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸແມ່ນມີສັດສ່ວນກັບການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ. ຖ້າອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ໃນທາງກັບກັນ, ເມື່ອອຸນຫະພູມຫຼຸດລົງ, ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຈະຫຼຸດລົງ. ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຍັງມີສັດສ່ວນກັບຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸເດີມ (Lo). ຖ້າການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຄືກັນ, ຕົວຢ່າງ, ວັດຖຸທີ່ຍາວ 10 ແມັດຈະມີຄວາມຍາວສອງເທົ່າເມື່ອທຽບກັບວັດຖຸທີ່ຍາວພຽງ 5 ແມັດ. ດັ່ງນັ້ນ, ວັດຖຸທີ່ຍາວກວ່າ, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງວັດຖຸກໍ່ຈະໃຫຍ່ຂຶ້ນ.

ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸ (L) ແມ່ນສັດສ່ວນກັບການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ (ΔT): ΔL α ΔT

ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸ (ΔL) ແມ່ນສັດສ່ວນກັບຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຕົ້ນສະບັບ (Lo ₎ : ΔL α _Lo

ການປ່ຽນແປງຄວາມຍາວຂອງແຕ່ລະວັດຖຸແຕກຕ່າງກັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຈະຄືກັນ, ແຕ່ການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ເຫຼັກປະສົບນັ້ນບໍ່ຄືກັນກັບແກ້ວ. ເຊັ່ນດຽວກັນກັບວັດຖຸອື່ນໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ແມ່ນຂຶ້ນກັບສຳປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ຂອງແຕ່ລະວັດຖຸ. ສຳປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ຫຼາຍເທົ່າໃດ, ຄວາມຍາວກໍ່ຈະເພີ່ມຂຶ້ນຫຼາຍເທົ່ານັ້ນ. ສຳປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ນ້ອຍລົງເທົ່າໃດ, ຄວາມຍາວກໍ່ຈະເພີ່ມຂຶ້ນໜ້ອຍລົງເທົ່ານັ້ນ. ອາດເວົ້າໄດ້ວ່າການປ່ຽນແປງຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸແມ່ນສັດສ່ວນກັບສຳປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່.

∆ L ∝ α

ການປຽບທຽບທັງສາມຂ້າງເທິງນີ້ແມ່ນສະແດງອອກໃນສົມຜົນ:

ລາຍລະອຽດ: ΔL = ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວ, α = ສຳປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ (ຫົວໜ່ວຍ α = K ^-1 ຫຼື (C ^o ) ^-1 , L _o = ຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນ, ΔT (T ₁ – To _o ) ΔT = ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ (ອຸນຫະພູມສຸດທ້າຍ – ອຸນຫະພູມເບື້ອງຕົ້ນ)

ຄວາມຍາວທັງໝົດຂອງວັດຖຸຫຼັງຈາກປະສົບກັບການຂະຫຍາຍຕົວ ຫຼື ການຫົດຕົວສາມາດໄດ້ໂດຍການບວກຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງວັດຖຸ (L ₎ ແລະ ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸ (ΔL).

ຄຳອະທິບາຍ: ΔL = ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຫຼັງຈາກຂະຫຍາຍ ຫຼື ຫົດຕົວ, L_o = ຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງວັດຖຸ, ΔL = L – L_o = ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວ, α = ສຳປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ (ຫົວໜ່ວຍຂອງ α = K^-1 ຫຼື (ຄ^o)^-1, ΔT = T – T_o = ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ, T_o = ອຸນຫະພູມເບື້ອງຕົ້ນ, T = ອຸນຫະພູມສຸດທ້າຍ.

ຖ້າການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ (TTo ₎ ເປັນລົບ, ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວ (LLo ₎ ກໍ່ເປັນລົບເຊັ່ນກັນ.

ໃນກໍລະນີນີ້, ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຈະຫຼຸດລົງ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ (TT _o ) ເປັນບວກ, ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຍາວ (LL _o ) ກໍ່ເປັນບວກເຊັ່ນກັນ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸຈະເພີ່ມຂຶ້ນ.

ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນຄ່າຂອງສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ຂອງວັດຖຸແຂງ, ທີ່ອຸນຫະພູມ 20 °C. ຮູບຮ່າງຂອງສານຂອງແຫຼວ ແລະ ອາຍແກັສປ່ຽນແປງໄປ ດັ່ງນັ້ນສານສອງປະເພດນີ້ຈຶ່ງບໍ່ສາມາດປະສົບກັບການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ຂອງວັດຖຸແຂງໄດ້. ສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ຂອງວັດຖຸແຂງຍັງຂຶ້ນກັບອຸນຫະພູມ. ໃນອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ຂອງວັດຖຸແຂງກໍ່ແຕກຕ່າງກັນໄປ. ຖ້າຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມບໍ່ສຳຄັນເກີນໄປ, ຄວາມແຕກຕ່າງໃນສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນຊື່ຂອງວັດຖຸແຂງກໍ່ບໍ່ສຳຄັນເກີນໄປ ຈົນບໍ່ສາມາດລະເລີຍໄດ້.