Kukula kwa kutentha - mavuto ndi mayankho
1. Chitsulo cha chitsulo pa 20 o C chili ndi kukula monga momwe chithunzi chili pansipa. Ngati coefficient of linear expansion ya chitsulo ndi 10 -5 o C -1 ndiye kusintha kwa dera pa 60 o C ndi kotani?
Zodziwika:
Kutalika kwa chitsulo = 40 cm 
M'lifupi mwa chitsulo = 20 cm
Chiyambi cha dera la chitsulo (Ao ) = (40)(20) = 800 cm 2
Chiŵerengero cha kukula kolunjika (α) = 10 -5 o C -1
Kuchuluka kwa kukula kwa dera (β) = 2 x kuchuluka kwa kukula kolunjika (2α) = 2 x 10 -5 o C -1
Kusintha kwa kutentha (ΔT) = 60 o C – 20 o C = 40 o C
Kufunidwa: Kusintha kwa dera lachitsulo pa 60 o C
Yankho:
Kuyerekeza kwa kukula kwa dera:
ΔA = β A o ΔT
ΔA = kuwonjezeka kwa dera lachitsulo, β = Chiwerengero cha kukula kwa dera, A o = dera loyambira, ΔT = kusintha kwa kutentha = kutentha komaliza - kutentha koyambirira
Kuwonjezeka kwa dera la chitsulo:
ΔA = β A o ΔT
ΔA = (2 x 10 -5 ) (800) (40) = 0.64 cm
2. Mbale yachitsulo pa 20 o C yawonetsedwa pachithunzi chili pansipa. Ngati kutentha kwakwezedwa kufika pa 100 o C ndipo coefficient ya linear expansion yachitsulo ndi 1.1 x 10 -7 o C -1 , ndiye kuti dera lomaliza la mbaleyo ndi liti?
Zodziwika:
Kutalika kwa mbale = 2 m 
M'lifupi mwa mbale = 2 m
Malo oyamba achitsulo (Ao ) = (2)(2) = 4 m2
Chiŵerengero cha kukula kwa chitsulo (α) = 1.1 x 10 -7 o C -1
Kuchuluka kwa kukula kwa chitsulo (β) = 2 x kuchuluka kwa kukula kwa chitsulo (2α) = 2.2 x 10 -7 o C -1
Kusintha kwa kutentha (ΔT) = 100 o C – 20 o C = 80 o C
Kufunidwa : Malo achitsulo pa 100 o C
Yankho:
Kuwonjezeka kwa kutalika:
ΔA = β A o ΔT
ΔA = (2.2 x 10 -7 )(4)(80) = 704 x 10 -7 = 0,0000704 m 2
Chigawo cha chitsulo:
Malo achitsulo = malo oyamba + kuwonjezeka kwa malo
Malo achitsulo = 4 m 2 + 0.0000704 m 2
Malo achitsulo = 4.0000704 m2
3. Mbale yamkuwa yokhala ndi coefficient of linear expansion α = 18.10 -6 o C -1 pa 0 o C ili ndi kukula monga momwe kwasonyezedwera pachithunzi pansipa. Ngati mbaleyo yatenthedwa pa 80 o C, ndiye kuti kukula kwa dera la mbaleyo ndi kotani?
Zodziwika:
Kutalika kwa bronze = 40 cm = 0.4 mamita
M'lifupi mwa bronze = 20 cm = 0.2 mamita
Malo oyamba a mkuwa (Ao ) = (0.4)(0.2) = 0.08 m2
Kuchuluka kwa kukula kwa mzere wa bronze (α) = 18 x 10 -6 o C -1
Kuchuluka kwa kukula kwa dera la bronze (β) = 2 x Kuchuluka kwa kukula kolunjika (2α) = 36 x 10 -6 o C -1
Kusintha kwa kutentha (ΔT) = 80 o C – 0 o C = 80 o C
Kufunidwa: Kuwonjezeka kwa malo a bronze pa 80 o C
Yankho:
Kuwonjezeka kwa malo a bronze:
ΔA = β A o ΔT
ΔA = (36 x 10 -6 )(0.08)(80) = 230.4 x 10 -6 = 2.304 x 10 -4 m 2
4. Chidebe chagalasi chokhala ndi voliyumu ya malita 4 chodzazidwa ndi madzi, kenako chitenthedwe mpaka kutentha kukwere kufika madigiri 20 Celsius . Madzi ena atayika. Coefficient of linear expansion ya galasi = 9 x 10 -6 o C -1 ; coefficient of voliyumu expansion ya madzi = 2.1 x 10 -4 o C -1 . Dziwani voliyumu ya madzi atayika.
Zodziwika:
Kuchuluka koyambirira kwa mpweya ndi madzi (Vo₂o₂ ) = malita 4
Kuwonjezeka kwa kutentha kwa galasi ndi madzi (ΔT) = 20 o C
Kuchuluka kwa kukula kwa mzere wa galasi (α) = 9 x 10 -6 o C -1
Kuchuluka kwa kuchuluka kwa galasi (γ) = 3α = 3 (9 x 10 -6 o C -1 ) = 27 x 10 -6 o C -1
Kuchuluka kwa kuchuluka kwa madzi (γ) = 2.1 x 10 -4 o C -1
Kufunidwa: Kuchuluka kwa madzi omwe atayika
Yankho:
Chiyerekezo cha kukula kwa voliyumu:
V = Vo o + γ Vo o ΔT
V – Vo o = γ Vo o ΔT
ΔV = γ Vo o ΔT
V = voliyumu yomaliza , Vo o = voliyumu yoyambirira , ΔV = kusintha kwa voliyumu , γ = coefficient ya kukulitsa kwa voliyumu , ΔT = kusintha kwa kutentha.
Kusintha kwa kuchuluka kwa chidebe chagalasi:
ΔV = γ Vo o ΔT = (27 x 10 -6 )(4)(20) = 2160 x 10 -6 = 2.160 x 10 -3 = 0.002160 malita
Kusintha kwa kuchuluka kwa madzi:
ΔV = γ Vo o ΔT = (2.1 x 10 -4 )(4)(20) = 168 x 10 -4 = 0.0168 malita
Kusintha kwa kuchuluka kwa madzi kumakhala kwakukulu kuposa chidebe chagalasi, kotero madzi ena amatuluka.
Kuchuluka kwa madzi otayika:
Malita 0.0168 – malita 0.002160 = malita 0.01464 = malita 0.015
5. Chidebe chachitsulo (choyezera kukula kwa mzere = 10 -5 o C -1 ) chokhala ndi voliyumu ya malita 6 yodzazidwa ndi acetone (choyezera kukula kwa voliyumu = 1.5 x 10 -3 o C -1 ). Ngati chidebecho ndi acetone zatenthedwa kuyambira 0 o C mpaka 40 o C, kodi voliyumu ya acetone yotayika ndi yotani?
Zodziwika:
Kuchuluka koyambirira kwa chidebe ndi acetone (Vo₂o₂ ) = malita 6
Kusintha kwa kutentha kwa chidebe ndi acetone (ΔT) = 40 o C
Chiŵerengero cha kukula kwa mzere wachitsulo (α) = 10 -5 o C -1
Chiŵerengero cha kukula kwa voliyumu ya chitsulo (γ) = 3α = 3 (10 -5 o C -1 ) = 3 x 10 -5 o C -1
Kuchuluka kwa kuchuluka kwa acetone (γ) = 1.5 x 10 -3 o C -1
Kufunika: Kuchuluka kwa acetone yomwe yatayika
Yankho:
Kuyerekeza kwa kukula kwa voliyumu:
ΔV = γ Vo o ΔT
ΔV = kusintha kwa voliyumu , γ = coefficient ya kukulitsa voliyumu , Vo = voliyumu yoyambirira , ΔT = kusintha kwa kutentha.
Kusintha kwa kuchuluka kwa chidebe chachitsulo:
ΔV = γ Vo o ΔT = (3 x 10 -5 )(6)(40) = 720 x 10 -5 = 0.00720 malita
Kusintha kwa kuchuluka kwa acetone m'magazi:
ΔV = γ Vo o ΔT = (1.5 x 10 -3 )(6)(40) = 360 x 10 -3 = 0.360 malita
Kusintha kwa kuchuluka kwa acetone kumakhala kwakukulu kuposa chidebe chachitsulo , kotero mapiritsi ena a acetone.
Kuchuluka kwa acetone m'magazi:
Malita 0.360 – malita 0.00720 = malita 0.3528 = malita 0.35
- Kodi kutentha kwa thupi n'chiyani?
- Yankho: Kukula kwa kutentha kumatanthauza chizolowezi cha zinthu kusintha voliyumu yake poyankha kusintha kwa kutentha.
- Kodi kufalikira kwa kutentha kumakhudza bwanji kuchuluka kwa chinthu?
- Yankho: Pamene chinthu chikupitirira kutentha, kuchuluka kwake kumawonjezeka, zomwe zimapangitsa kuti kuchuluka kwake kuchepe, poganiza kuti kulemera kwake kumakhalabe kosasintha.
- N’chifukwa chiyani pali mipata pakati pa magawo a milatho ndi njanji?
- Yankho: Mipata imeneyi, yomwe nthawi zambiri imatchedwa malo olumikizirana, imapangidwa kuti igwirizane ndi kukula ndi kupindika kwa zinthuzo chifukwa cha kusintha kwa kutentha, zomwe zimaletsa kusintha kapena kuwonongeka komwe kungachitike.
- Kodi pali kusiyana kotani pakati pa kukula kwa mzere, volumetric, ndi dera?
- Yankho: Kukula kwa mzere kumatanthauza kusintha kwa gawo limodzi (monga kutalika kwa ndodo); kukula kwa dera kumatanthauza kusintha kwa magawo awiri (monga malo a pamwamba pa pepala); ndipo kukula kwa volumetric kumatanthauza kusintha kwa magawo onse atatu (monga kuchuluka kwa madzi).
- Kodi coefficient ya linear expansion imatsimikiziridwa bwanji?
- Yankho: Kumatanthauzidwa ngati kusintha kwa gawo la kutalika pa digiri iliyonse kusintha kwa kutentha pa kupanikizika kosalekeza. Pa chinthu, kusintha kwa kutalika (∆L) chifukwa cha kusintha kwa kutentha (∆T) kumaperekedwa ndi , kumene ndi kutalika koyambirira ndi ndi coefficient ya kukula kolunjika.
- Nchifukwa chiyani mipiringidzo ya bimetallic imapindika ikatenthedwa kapena kuzizira?
- Yankho: Chingwe cha bimetallic chimakhala ndi zitsulo ziwiri zosiyana zomwe zimagwirizanitsidwa pamodzi. Popeza chitsulo chilichonse chili ndi coefficient yake ya expansion ya kutentha, chimakula kapena kufupika pamlingo wosiyana kutentha kukasintha. Kukuliraku kosiyana kumeneku kumapangitsa kuti chingwecho chipindike.
- Kodi kufalikira kwa kutentha kwa dziko lapansi kukugwirizana bwanji ndi kukwera kwa madzi a m'nyanja?
- Yankho: Gawo lina la kukwera kwa madzi a m'nyanja likhoza kufotokozedwa ndi kutentha kwa madzi a m'nyanja. Pamene kutentha kwa dziko lapansi kukukwera, nyanja zimatentha, zomwe zimapangitsa kuti madzi achuluke ndipo zotsatira zake n'zakuti madzi a m'nyanja akuwonjezeka.
- Kodi chimachitika n’chiyani mu “kufalikira kwa madzi kosazolowereka”?
- Yankho: Mosiyana ndi zinthu zambiri, madzi amakula akamazizira kuyambira 4°C mpaka 0°C, kenako amachepa akamazizira. Izi zikutanthauza kuti madzi amakhala ndi kuchuluka kwakukulu pa 4°C. Ichi ndichifukwa chake ayezi (yomwe ndi yochepa kwambiri kuposa madzi amadzimadzi) imayandama pamadzi.
- Chifukwa chiyani kukulitsa kutentha ndikofunikira pa uinjiniya ndi zomangamanga?
- Yankho: Zipangizo zimakula kapena kufupika kutentha kukasintha. Popanda kuwerengera kukula kwa kutentha, nyumba zimatha kukhala ndi kupsinjika kosafunikira, kusintha, kapena kulephera. Mainjiniya ndi akatswiri omanga nyumba amagwiritsa ntchito mapangidwe kuti athetse kusinthaku mosamala.
- Kodi kukulitsa kutentha kungabwezeretsedwe?
- Yankho: Inde, nthawi zambiri chinthu chikazizira, chimachepa kutentha, zomwe zimasiyana ndi kutentha komwe kumakula. Kukula ndi mtundu wa kuchepa uku kumadalira zinthuzo ndi momwe zinthu zilili.
