Nëse i vëzhgoni nga afër kabllot elektrike, do të vini re se ato janë të lakuara poshtë për shkak të lirshmërisë. Pse kabllot elektrike lirohen qëllimisht, në vend që thjesht të tendosen? Shumica e çative në Flores dhe Lembata, Nusa Tenggara Lindore, janë bërë prej zinku (Zn). Gjatë ditës ose natës, çatitë e zinkut bëjnë zhurmë. Pse bën zhurmë zinku? Nëse jetoni në ishullin e Java-s, mund të keni vërejtur shina hekurudhore. Ka boshllëqe në nyjet e shinave. Cili është funksioni i këtyre boshllëqeve në nyjet e shinave? Ka shumë gjëra për të cilat mund të mendoni dhe të pyesni në lidhje me temën e zgjerimit.
Zgjerimi i gjatësisë
Shumica e trupave të ngurtë pësojnë zgjerim linear kur ndryshon temperatura e tyre. Kjo i referohet një rritjeje ose zvogëlimi të gjatësisë. Në mënyrë tipike, gjatësia e një objekti rritet ndërsa temperatura e tij rritet, ndërsa gjatësia e tij zvogëlohet ndërsa temperatura e tij ulet. Mund të mendoni se zgjerimi linear ndodh vetëm në objekte si telat e hollë. Për shembull, merrni parasysh një makinë të parkuar në anë të rrugës të ekspozuar ndaj dritës së diellit. Kur makina mbinxehet, pllaka metalike mund të bëhet më e trashë ose gjatësia e anëve të saj mund të rritet. Një çati zinku gjithashtu mund të përjetojë zgjerim linear. Në këtë rast, kur zinku mbinxehet, skajet e zinkut zgjerohen dhe zinku gjithashtu mund të bëhet më i trashë. E njëjta gjë ndodh me shinat hekurudhore dhe urat prej hekuri ose çeliku.
Shumica e trupave të ngurtë zgjerohen ose tkurren kur ndryshon temperatura e tyre, kështu që duhet të kuptojmë se si ndryshimet e temperaturës ndikojnë në zgjerimin e trupave të ngurtë. Kjo është shumë e dobishme kur projektohen pajisje, ndërtesa, automjete, etj. Për shembull, boshllëqet në shinat hekurudhore. Shinat hekurudhore janë bërë prej çeliku. Inxhinierët kanë llogaritur gjerësinë e boshllëqeve midis secilës shinë. Në një ditë të nxehtë, shinat do të zgjerohen me disa centimetra. Kur një tren kalon mbi to, temperatura e shinave rritet gjithashtu, duke bërë që shinat të zgjerohen me sa centimetra. Në një natë të ftohtë, shinat tkurren me sa centimetra. Bazuar në analizë, inxhinierët vlerësojnë distancën midis boshllëqeve të shinave në mënyrë që kur temperatura e shinave rritet, shinat të mos prekin njëra-tjetrën dhe të mos përkulen.
Për të na ndihmuar të nxjerrim formulën që përcakton marrëdhënien midis ndryshimit të temperaturës dhe sasisë së zgjerimit linear, merrni parasysh një objekt të ngurtë që i nënshtrohet zgjerimit, siç tregohet në figurën në të djathtë. Mbishkrimi: To = temperatura fillestare, T = temperatura përfundimtare, Lo = gjatësia fillestare, L = gjatësia pas zgjerimit, delta L = ndryshimi në gjatësi, delta T = ndryshimi në temperaturë.
Kur temperatura e objektit = T ° (objekti është ende i ftohtë), gjatësia e objektit = L ° . Kur temperatura e objektit = T° (temperatura e objektit rritet), gjatësia e objektit = L. Bazuar në rezultatet e vëzhgimeve dhe eksperimenteve, ndryshimi në gjatësinë e objektit është proporcional me ndryshimin e temperaturës. Nëse temperatura rritet, gjatësia e objektit rritet. Anasjelltas, kur temperatura ulet, gjatësia e objektit zvogëlohet. Ndryshimi në gjatësinë e objektit është gjithashtu proporcional me gjatësinë fillestare të objektit (L ° ). Nëse madhësia e ndryshimit të temperaturës është e njëjtë, një objekt që është 10 metra i gjatë, për shembull, do të rritet në gjatësi me 2x krahasuar me një objekt që është vetëm 5 metra i gjatë. Pra, sa më i gjatë të jetë objekti, aq më i madh është zgjerimi i objektit.
Ndryshimi në gjatësinë e një objekti (delta L) është proporcional me ndryshimin e temperaturës (delta T):
Ndryshimi në gjatësinë e objektit (delta L) është proporcional me gjatësinë fillestare të objektit (Lo):
Ndryshimi në gjatësinë e secilit objekt është i ndryshëm. Edhe pse është i madh ndryshimet e temperaturës Në mënyrë të ngjashme, zgjerimi që përjeton hekuri nuk është i njëjtë me atë që përjeton qelqi. E njëjta gjë vlen edhe për objektet e tjera. Prandaj, zgjerimi linear varet nga koeficienti i zgjerimit linear të secilit objekt. Koeficienti i zgjerimit linear për secilin objekt merret nëpërmjet eksperimentimit. Sa më i madh të jetë koeficienti i zgjerimit linear, aq më e madhe është rritja në gjatësi. Sa më i vogël të jetë koeficienti i zgjerimit linear, aq më e vogël është rritja në gjatësi. Mund të thuhet se ndryshimi në gjatësinë e një objekti është proporcional me koeficientin e zgjerimit linear.
Tre krahasimet e mësipërme shprehen në një ekuacion:
Gjatësia totale e një objekti pas zgjerimit ose tkurrjes mund të merret duke mbledhur gjatësinë fillestare të objektit (Lo) dhe ndryshimet në gjatësinë e objektit (delta L).
Kur ndryshon temperatura (TT)o) është negativ, atëherë ndryshimi në gjatësi (LL)o) është gjithashtu negativ. Në këtë rast, gjatësia e objektit zvogëlohet. Anasjelltas, nëse temperatura ndryshon (TTo) është pozitiv, atëherë ndryshimi në gjatësi (LLo) është gjithashtu pozitiv. Në këtë rast objekti rritet në gjatësi.
Më poshtë është koeficienti i zgjerimit linear të trupave të ngurtë në një temperaturë prej 20 ° C. Lëngjet dhe gazrat ndryshojnë formë, duke i penguar ato të përjetojnë zgjerim linear. Koeficienti i zgjerimit linear të trupave të ngurtë varet gjithashtu nga temperatura. Në temperatura të ndryshme, koeficienti i zgjerimit linear të trupave të ngurtë gjithashtu ndryshon. Nëse ndryshimi i temperaturës nuk është shumë i madh, ndryshimi në koeficientin e zgjerimit linear gjithashtu nuk do të jetë shumë i madh, kështu që mund të injorohet.
Zgjerimi i vëllimit
Zgjerimi gjatësor përjetohet vetëm nga objektet e ngurta, zgjerimi i vëllimit përjetohet nga të gjitha objektet, qofshin të ngurta, të lëngshme apo të gazta. Ekuacioni për zgjerimin e vëllimit është i ngjashëm me ekuacionin për zgjerimin gjatësor.
Ekuacioni i zgjerimit të vëllimit më sipër është i vlefshëm vetëm kur ndryshimi në vëllimin e një objekti (qoftë i ngurtë, i lëngshëm apo gaz) është më i vogël se vëllimi fillestar i objektit. Nëse ndryshimi në vëllimin e një objekti është më i madh se vëllimi fillestar i objektit, ekuacioni i zgjerimit të vëllimit nuk jep rezultate të sakta. Zakonisht ndryshimi i vëllimit që përjetojnë objektet e ngurta nuk është shumë i madh. Në të kundërt, vlera e koeficientit të vëllimit të lëngjeve dhe gazeve është mjaft e madhe. Koeficienti i vëllimit për gazrat gjithashtu ndryshon lehtësisht me ndryshimet në temperaturë. Prandaj, formula e mësipërme përdoret vetëm për zgjerimin e objekteve të ngurta. Formula për përcaktimin e ndryshimit në vëllimin e gazit do të studiohet në temën e teorisë kinetike të gazeve në klasën e 11-të.
