Fa'alauteleina o le vevela - fa'afitauli ma fofo

Fa'alauteleina o le vevela - fa'afitauli ma fofo

Fa'alauteleina o le eria

1. O se laupepa uʻamea i le 20 ^o C e pei ona faʻaalia i le ata o loʻo i lalo. Afai o le coefficient of linear expansion mo le uʻamea e 10 ^{-5 o} C ^-1 , o le a la le suiga i le eria i le 60 ^o C.

Ua iloa:

Umi o le u'amea = 40 cm

Lautele o le u'amea = 20 cm

O le amataga o le lautele o le u'amea (A _o ) = (40)(20) = 800 cm ²

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina (α) = 10 ^{-5 o} C ^-1

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le eria (β) = 2 x fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina (2α) = 2 x 10 ^{-5 o} C ^-1

O le suiga o le vevela (ΔT) = 60 ^o C – 20 ^o C = 40 ^o C

Mana'omia: O le suiga i le lautele o le u'amea i le 60 ^o C

Fofo:

Fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le eria:

ΔA = βA _o ΔT

ΔA = le fa'ateleina o le lautele o le u'amea, β = O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le lautele, A _o = le lautele muamua, ΔT = le suiga o le vevela = le vevela mulimuli - le vevela muamua

O le fa'ateleina o le lautele o le u'amea:

ΔA = βA _o ΔT

ΔA = (2 x 10 ^-5 )(800)(40) = 0.64 cm

2. O se ipu uʻamea i le 20 ^o C ua faʻaalia i le ata o loʻo i lalo. Afai e siʻitia le vevela i le 100 ^o C ma o le coefficient of linear expansion of iron e 1.1 x 10 ^{-7 o} C ^-1 , o le a la le lautele mulimuli o le ipu.

Ua iloa:

Umi o le laulau = 2 m

Lautele o le laupapa = 2 m

O le lautele muamua o le uʻamea (A _o ) = (2)(2) = 4 m ²

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina mo le u'amea (α) = 1.1 x 10 ^{-7 o} C ^-1

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le eria mo le u'amea (β) = 2 x le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina mo le u'amea (2α) = 2.2 x 10 ^{-7 o} C ^-1

O le suiga o le vevela (ΔT) = 100 ^o C – 20 ^o C = 80 ^o C

Manaomia : Eria o le uʻamea i le 100 ^o C

Fofo:

O le faʻateleina o le umi:

ΔA = βA _o ΔT

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

Vaega o le uʻamea:

Eria o le u'amea = eria muamua + le fa'ateleina o le eria

Eria o le u'amea = 4 m² ⁺ 0.0000704 ^m²

Eria o le uʻamea = 4.0000704 m ²

3. O se ipu apamemea ma le coefficient of linear expansion α = 18.10 ^{-6 o} C ^-1 i le 0 ^o C e iai lona lapo'a e pei ona fa'aalia i le ata o lo'o i lalo. Afai e fa'avevela le ipu i le 80 ^o C, o le a la le fa'aopoopoga o le lautele o le ipu.

Ua iloa:

O le umi o le apameme = 40 cm = 0.4 mita

Lautele o le apameme = 20 cm = 0.2 mita

O le lautele muamua o le apameme (A _o ) = (0.4)(0.2) = 0.08 m ²

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina mo le apamemea (α) = 18 x 10 ^{-6 o} C ^-1

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le eria mo le apamemea (β) = 2 x O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina (2α) = 36 x 10 ^{-6 o} C ^-1

O le suiga o le vevela (ΔT) = 80 ^o C – 0 ^o C = 80 ^o C

Manaʻomia: O le faʻateleina o le lautele mo le apamemea i le 80 ^o C

Fofo:

O le faʻateleina o le lautele mo le apamemea:

ΔA = βA _o ΔT

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

Fa'ateleina le leo

4. O se fagu tioata e 4 lita le tele ua fa'atumuina i le vai, ona fa'avevela lea se'ia o'o ina si'itia le vevela i le 20 ^o C. Ua masaa sina vai. O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina mo le tioata = 9 x 10 ^{-6 o} C ^-1 ; o le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le tele mo le vai = 2.1 x 10 ^{-4 o} C ^-1 . Fuafua le tele o le vai ua masaa.

Ua iloa:

O le voluma muamua o le kesi ma le vai (V _o ) = 4 lita

O le fa'ateleina o le vevela o le tioata ma le vai (ΔT) = 20 ^o C

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina mo le tioata (α) = 9 x 10 ^{-6 o} C ^-1

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le voluma mo le tioata (γ) = 3α = 3 (9 x 10 ^{-6 o} C ^-1 ) = 27 x 10 ^{-6 o} C ^-1

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le voluma mo le vai (γ) = 2.1 x 10 ^{-4 o} C ^-1

Manaomia: Tele o le vai ua masaa

Fofo:

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le voluma:

V = V _o + γ V _o ΔT

V – V _o = γ V _o ΔT

ΔV = γV _o ΔT

V = voluma mulimuli , V _o = voluma muamua , ΔV = le suiga i le voluma , γ = le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le voluma , ΔT = le suiga i le vevela.

O le suiga i le voluma o le fagu tioata:

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

O le suiga i le tele o le vai:

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

O le suiga o le tele o le vai e sili atu nai lo le fagu tioata, o lea e masaa ai nisi vai.

Le aofaʻi o le vai ua masaa:

0.0168 lita – 0.002160 lita = 0.01464 lita = 0.015 lita

5. O se koneteina u'amea (o le coefficient of linear expansion = 10 ^{-5 o} C ^-1 ) e 6 lita le voluma e fa'atumuina i le acetone (o le coefficient of voluma expansion = 1.5 x 10 ^{-3 o} C ^-1 ). Afai e fa'avevela le koneteina ma le acetone mai le 0 ^o C i le 40 ^o C, o le a le voluma o le acetone ua masa'a?

Ua iloa:

O le voluma muamua o le koneteina ma le acetone (V _o ) = 6 lita

O le suiga o le vevela o le koneteina ma le acetone (ΔT) = 40 ^o C

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina mo le u'amea (α) = 10 ^{-5 o} C ^-1

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le voluma mo le u'amea (γ) = 3α = 3 (10 ^{-5 o} C ^-1 ) = 3 x 10 ^{-5 o} C ^-1

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le voluma mo le acetone (γ) = 1.5 x 10 ^{-3 o} C ^-1

Manaomia: O le aofaʻi o le acetone ua masaa

Fofo:

O le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le voluma:

ΔV = γV _o ΔT

ΔV = le suiga i le voluma , γ = le fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le voluma , Vo ₌ le voluma muamua , ΔT = le suiga i le vevela.

O le suiga i le voluma o le koneteina uʻamea:

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

Suiga i le tele o le acetone:

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

O le suiga i le voluma o le acetone e sili atu nai lo le fagu u'amea , o lea la, o nisi fualaau acetone e fa'aaoga.

O le aofaʻi o le acetone na masaa:

0.360 lita – 0.00720 lita = 0.3528 lita = 0.35 lita

1. O le ā le fa'alauteleina o le vevela?
   • tali: O le fa'alauteleina o le vevela e faasino i le uiga masani o le suia o le voluma o se mea pe a suia le vevela.
2. E fa'apefea ona a'afia le mafiafia o se mea i le fa'alauteleina o le vevela?
   • tali: A o fa'alauteleina le vevela o se mea, e fa'ateleina lona voluma, lea e mafua ai ona fa'aitiitia lona mafiafia, pe a fa'apea e tumau pea lona mamafa.
3. Aiseā e iai ai ni va i le va o vaega o alalaupapa ma ala uʻamea?
   • tali: O nei avanoa, e masani ona ta'ua o so'oga fa'alautele, ua mamanuina e fa'afetaui ai le fa'alauteleina ma le mimigi o le meafaitino ona o suiga o le vevela, e puipuia ai le ono fa'aleagaina pe fa'aleagaina.
4. O le a le eseesega i le va o le fa'alauteleina o le laina, le fa'alauteleina o le eria, ma le fa'alauteleina o le volumetric?
   • tali: O le fa'alauteleina laina e fa'atatau i le suiga i le tasi itu (e pei o le umi o se tootoo); o le fa'alauteleina o le eria e fa'atatau i le suiga i itu e lua (e pei o le eria o le fogaeleele o se laupepa); ma o le fa'alauteleina o le voluma e fa'atatau i le suiga i itu uma e tolu (e pei o le voluma o se vai).
5. E faʻapefea ona fuafua le coefficient o le faʻalauteleina laina?
   • tali: O lona uiga o le suiga fa'aitiitiga o le umi i le tikeri ta'itasi o le suiga o le vevela i se mamafa tumau. Mo se mea, o le suiga o le umi (∆L) ona o se suiga o le vevela (∆T) e tu'uina mai e ∆L=αL₀​∆T, fea L₀​ o le umi muamua ma $\alpha$ o le fua fa'atatau o le fa'alauteleina laina.
6. Aiseā e pi'o ai fasi u'amea bimetallic pe a fa'avevela pe fa'amālūlūina?
   • tali: O se fasi u'amea e lua e pipii fa'atasi. Talu ai o u'amea ta'itasi e iai lona lava fua fa'atatau o le fa'alauteleina o le vevela, latou te fa'alauteleina pe fa'apu'upu'u i ni fua fa'atatau eseese pe a suia le vevela. O lenei fa'alauteleina eseese e mafua ai ona pi'o le fasi u'amea.
7. E faapefea ona fesootaʻi le mea na tupu o le faʻalauteleina o le vevela ma le siʻitia o le maualuga o le sami?
   • tali: O se vaega o le si'itia o le maualuga o le sami e mafai ona mafua mai i le fa'alauteleina o le vai o le sami. A'o si'itia le vevela o le Lalolagi, e fa'amafanafana ai le sami, ma mafua ai ona fa'alauteleina le vai ma i'u ai ina si'itia le maualuga o le sami.
8. O le ā e tupu i le “faʻalauteleina faʻafuaseʻi o le vai”?
   • tali: E le pei o le tele o mea, e fa'alautele le vai pe a malūlū mai le 4°C i le 0°C, ona fa'apu'upu'u lea pe a fa'a'aisa. O lenei mea e le masani ai o lona uiga o le maualuga o le mafiafia o le vai e 4°C. O le mafua'aga lea e opeopea ai le aisa (lea e itiiti ifo le mafiafia nai lo le vai vai) i luga o le vai.
9. Aiseā e tāua ai le faʻalauteleina o le vevela i le inisinia ma le fausiaina?
   • tali: E fa'alautele pe fa'apu'upu'u meafaitino pe a suia le vevela. A aunoa ma le amana'iaina o le fa'alauteleina o le vevela, e ono o'o i ai ni fa'alavelave e le talafeagai, fa'aletonu, po'o le fa'aletonu. E fa'aogaina e inisinia ma tusiata fale ni vaega o le mamanu e taulima ai nei suiga ma le saogalemu.
10. E mafai ona toe fa'afo'i le fa'alauteleina o le vevela?

• tali: Ioe, e masani lava pe a fa'amālūlūina se mea, o le a o'o i ai le fa'aitiitia o le vevela, o le fa'afeagai lea ma le fa'alauteleina o le vevela. O le tulaga ma le natura o lenei fa'aitiitia o le a fa'alagolago i le mea ma tulaga.