Jekk tosserva l-kejbils elettriċi mill-qrib, tinduna li huma mgħawġa 'l isfel minħabba l-laxkezza. Għaliex il-kejbils elettriċi jinħallu apposta, aktar milli sempliċement jiġu ssikkati? Ħafna mis-soqfa f'Flores u Lembata, f'East Nusa Tenggara, huma magħmula miż-żingu (Zn). Matul il-jum jew bil-lejl, is-soqfa taż-żingu jagħmlu ħoss. Għaliex iż-żingu jagħmel ħoss? Jekk tgħix fil-gżira ta' Java, forsi osservajt il-linji tal-ferrovija. Hemm lakuni fil-ġonot tal-ferrovija. X'inhi l-funzjoni ta' dawn il-lakuni fil-ġonot tal-ferrovija? Hemm ħafna affarijiet li tista' taħseb dwarhom u tistaqsi dwarhom relatati mas-suġġett tal- espansjoni.
Espansjoni tat-tul
Il-biċċa l-kbira tas-solidi jgħaddu minn espansjoni lineari meta t-temperatura tagħhom tinbidel. Dan jirreferi għal żieda jew tnaqqis fit-tul. Tipikament, it-tul ta' oġġett jiżdied hekk kif tiżdied it-temperatura tiegħu, filwaqt li t-tul tiegħu jonqos hekk kif tonqos it-temperatura tiegħu. Tista' taħseb li l-espansjoni lineari sseħħ biss f'oġġetti bħal wajers irqaq. Pereżempju, ikkunsidra karozza pparkjata fuq in-naħa tat-triq esposta għad-dawl tax-xemx. Meta l-karozza tissaħħan iżżejjed, il-pjanċa tal-metall tista' ssir eħxen jew it-tul tal-ġnub tagħha jista' jiżdied. Saqaf taż-żingu jista' wkoll jesperjenza espansjoni lineari. F'dan il-każ, meta ż-żingu jissaħħan iżżejjed, it-truf taż-żingu jespandu u ż-żingu jista' wkoll isir eħxen. L-istess ħaġa tiġri lill-linji tal-ferrovija u lill-pontijiet tal-ħadid jew tal-azzar.
Il-biċċa l-kbira tas-solidi jespandu jew jiċkienu meta t-temperatura tagħhom tinbidel, għalhekk irridu nifhmu kif il-bidliet fit-temperatura jaffettwaw l-espansjoni tas-solidi. Dan huwa utli ħafna meta niddisinjaw tagħmir, bini, vetturi, eċċ. Pereżempju, il-lakuni fil-linji tal-ferrovija. Il-linji tal-ferrovija huma magħmula mill-azzar. L-inġiniera kkalkulaw il-wisa' tal-lakuni bejn kull linja. F'ġurnata sħuna, il-linji jespandu b'diversi ċentimetri. Meta ferrovija tgħaddi minn fuqhom, it-temperatura tal-linji tiżdied ukoll, u tikkawża li l-linji jespandu b'kemm ċentimetri. F'lejl kiesaħ, il-linji jiċkienu b'kemm ċentimetri. Abbażi tal-analiżi, l-inġiniera jistmaw id-distanza bejn il-lakuni tal-linji sabiex meta t-temperatura tal-linji tiżdied, il-linji ma jmissux lil xulxin u jitgħawġu.
Biex tgħinna niksbu l-formula li tiddikjara r-relazzjoni bejn il-bidla fit-temperatura u l-ammont ta' espansjoni lineari, ikkunsidra oġġett solidu li qed jgħaddi minn espansjoni, kif muri fil-figura fuq il-lemin. Caption: To = temperatura inizjali, T = temperatura finali, Lo = tul inizjali, L = tul wara l-espansjoni, delta L = bidla fit-tul, delta T = bidla fit-temperatura.
Meta t-temperatura tal-oġġett = T o (l-oġġett ikun għadu kiesaħ), it-tul tal-oġġett = L o . Meta t-temperatura tal-oġġett = T (it-temperatura tal-oġġett tiżdied), it-tul tal-oġġett = L. Abbażi tar-riżultati tal-osservazzjonijiet u l-esperimenti, il-bidla fit-tul tal-oġġett hija proporzjonali għall-bidla fit-temperatura. Jekk it-temperatura tiżdied, it-tul tal-oġġett jiżdied. Bil-maqlub, meta t-temperatura tonqos, it-tul tal-oġġett jonqos. Il-bidla fit-tul tal-oġġett hija wkoll proporzjonali għat-tul inizjali tal-oġġett (L o ). Jekk il-kobor tal-bidla fit-temperatura huwa l-istess, oġġett li huwa twil 10 metri, pereżempju, se jiżdied fit-tul b'2x meta mqabbel ma' oġġett li huwa twil biss 5 metri. Għalhekk, iktar ma jkun twil l-oġġett, iktar tkun kbira l-espansjoni tal-oġġett.
Il-bidla fit-tul ta' oġġett (delta L) hija proporzjonali għall-bidla fit-temperatura (delta T):
Il-bidla fit-tul tal-oġġett (delta L) hija proporzjonali għat-tul inizjali tal-oġġett (Lo):
Il-bidla fit-tul ta’ kull oġġett hija differenti. Anke jekk huwa kbir bidliet fit-temperatura Bl-istess mod, l-espansjoni li jesperjenza l-ħadid mhijiex l-istess bħal dik li jesperjenza l-ħġieġ. L-istess jgħodd għal oġġetti oħra. Għalhekk, l-espansjoni lineari tiddependi fuq il-koeffiċjent tal-espansjoni lineari ta' kull oġġett. Il-koeffiċjent tal-espansjoni lineari għal kull oġġett jinkiseb permezz ta' sperimentazzjoni. Iktar ma jkun kbir il-koeffiċjent tal-espansjoni lineari, iktar ikun kbir iż-żieda fit-tul. Iktar ma jkun żgħir il-koeffiċjent tal-espansjoni lineari, iżgħar iż-żieda fit-tul. Jista' jingħad li l-bidla fit-tul ta' oġġett hija proporzjonali għall-koeffiċjent tal-espansjoni lineari.
It-tliet paraguni ta’ hawn fuq huma espressi f’ekwazzjoni:
It-tul totali ta' oġġett wara li jesperjenza espansjoni jew kontrazzjoni jista' jinkiseb billi żżid it-tul inizjali tal-oġġett (Lo) u bidliet fit-tul tal-oġġett (delta L).
Meta t-temperatura tinbidel (TT)o) hija negattiva, allura l-bidla fit-tul (LL)o) hija wkoll negattiva. F'dan il-każ, it-tul tal-oġġett jonqos. Bil-maqlub, jekk it-temperatura tinbidel (TTo) hija pożittiva, allura l-bidla fit-tul (LLo) hija wkoll pożittiva. F'dan il-każ l-oġġett jiżdied fit-tul.
Dan li ġej huwa l-koeffiċjent tal-espansjoni lineari tas-solidi f'temperatura ta' 20 ° C. Il-likwidi u l-gassijiet jibdlu l-forma, u dan jipprevjenihom milli jesperjenzaw espansjoni lineari. Il-koeffiċjent tal-espansjoni lineari tas-solidi jiddependi wkoll mit-temperatura. F'temperaturi differenti, il-koeffiċjent tal-espansjoni lineari tas-solidi jvarja wkoll. Jekk id-differenza fit-temperatura mhix kbira wisq, id-differenza fil-koeffiċjent tal-espansjoni lineari lanqas ma tkun kbira wisq, għalhekk tista' tiġi injorata.
Espansjoni tal-volum
L-espansjoni tat-tul tiġi esperjenzata biss minn oġġetti solidi, l-espansjoni tal-volum tiġi esperjenzata mill-oġġetti kollha, kemm jekk solidi, likwidi jew gass. L-ekwazzjoni għall-espansjoni tal-volum hija simili għall-ekwazzjoni għall-espansjoni tat-tul.
L-ekwazzjoni tal-espansjoni tal-volum ta' hawn fuq hija valida biss meta l-bidla fil-volum ta' oġġett (kemm jekk solidu, likwidu, jew gass) tkun iżgħar mill-volum inizjali tal-oġġett. Jekk il-bidla fil-volum ta' oġġett tkun akbar mill-volum inizjali tal-oġġett, l-ekwazzjoni tal-espansjoni tal-volum ma tipprovdix riżultati preċiżi. Normalment il-bidla fil-volum esperjenzata minn oġġetti solidi mhijiex kbira wisq. B'kuntrast, il-valur tal-koeffiċjent tal-volum tal-likwidi u l-gassijiet huwa pjuttost kbir. Il-koeffiċjent tal-volum għall-gassijiet jinbidel ukoll faċilment bil-bidliet fit-temperatura. Għalhekk, il-formula ta' hawn fuq tintuża biss għall-espansjoni ta' oġġetti solidi. Il-formula għad-determinazzjoni tal-bidla fil-volum tal-gass se tiġi studjata fis-suġġett tat-teorija kinetika tal-gassijiet fil-grad 11.
