விரிவாக்க சூத்திரம்

எடுத்துக்காட்டு கேள்விகள் மற்றும் விரிவாக்க சூத்திரங்கள்

1. ஒரு வெப்பமானியை நிரப்பப் பயன்படும் திரவமானது பாதரசம் அல்லது ஆல்கஹாலிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது. இந்த வெப்பமானியை உருவாக்குவதற்கான அடிப்படை, நிலைமாற்றக் கொள்கையாகும்...

A. வெப்பநிலை மாற்றங்களின் விளைவாக பாதரசத்தின் விரிவாக்க விகிதம்
B. பாதரச வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் வெப்பம் உறிஞ்சப்படுதல்
C. பாதரசத்தில் வெப்பநிலை மாற்றங்களின் விளைவாக ஏற்படும் அழுத்தம்
D. பாதரசத்தில் வெப்பநிலை மாற்றங்களின் விளைவாக ஏற்படும் கன அளவு

கலந்துரையாடல்
ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை மாறும்போது அதன் கனஅளவும் மாறும். பொதுவாக, வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது கனஅளவு அதிகரிக்கும்; இதற்கு நேர்மாறாக, வெப்பநிலை குறையும்போது கனஅளவு குறையும். இது பாதரசம் மற்றும் ஆல்கஹாலுக்கும் பொருந்தும்.
சரியான விடை D ஆகும்.

2. 26°C வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு இரு உலோகத்தின் படத்தைப் பாருங்கள்.^oகீழே C!

இரு உலோகம் 50 டிகிரிக்கு சூடுபடுத்தப்படும் போது^oC-இல், நிகழ்ந்த சம்பவங்கள் பின்வருமாறு:

வளைக்கும் திசையும் அதற்கான சரியான காரணமும் இதனாலேயே சுட்டிக்காட்டப்படுகின்றன….

அ. (1) மற்றும் (2)
பி. (1) மற்றும் (4)
சி. (2) மற்றும் (3)
டி. (3) மற்றும் (4)

கலந்துரையாடல்
பைமெட்டல் என்பது வெவ்வேறு நேரியல் விரிவாக்கக் குணகங்களைக் கொண்ட இரண்டு உலோகத் துண்டுகளின் கலவையாகும், இதில் ஒரு உலோகத் துண்டு பெரிய நேரியல் விரிவாக்கக் குணகத்தையும், மற்றொரு உலோகத் துண்டு சிறிய நேரியல் விரிவாக்கக் குணகத்தையும் கொண்டிருக்கும்.

உலோகத்தின் வெப்பநிலை அதிகரித்தால், உலோகம் நீள விரிவாக்கத்திற்கு உள்ளாகிறது (உலோகத்தின் நீளம் அதிகரிக்கிறது); இதற்கு நேர்மாறாக, உலோகத்தின் வெப்பநிலை குறைந்தால், உலோகம் நீளச் சுருக்கத்திற்கு உள்ளாகிறது (உலோகத்தின் நீளம் குறைகிறது). ஒரே வெப்பநிலை அதிகரிப்பிற்கு, இரண்டு உலோகத் துண்டுகளும் வெவ்வேறு நீள அதிகரிப்புகளுடன் விரிவடைகின்றன. அதிக நேரியல் விரிவாக்கக் குணகம் கொண்ட உலோகம் அதிக நீள அதிகரிப்பையும், குறைந்த நேரியல் விரிவாக்கக் குணகம் கொண்ட உலோகம் குறைந்த நீள அதிகரிப்பையும் அடைகின்றன. அதேபோல், ஒரே வெப்பநிலை குறைப்பிற்கு, இரண்டு உலோகத் துண்டுகளும் வெவ்வேறு நீளக் குறைப்புகளுடன் சுருங்குகின்றன. அதிக நேரியல் விரிவாக்கக் குணகம் கொண்ட உலோகம் அதிக நீளச் சுருக்கத்தையும், குறைந்த நேரியல் விரிவாக்கக் குணகம் கொண்ட உலோகம் குறைந்த நீளச் சுருக்கத்தையும் அடைகின்றன.

எனவே, இரு உலோகத்தின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​அதிக நேரியல் விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகப் பட்டை, குறைந்த நேரியல் விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகப் பட்டையை நோக்கி வளைகிறது. இது ஏன்? ஏனெனில், இந்த நிலை, அதிக நேரியல் விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகப் பட்டையை, குறைந்த நேரியல் விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகப் பட்டையை விட நீளமாக மாற அனுமதிக்கிறது.
இதற்கு நேர்மாறாக, இரு உலோகத்தின் வெப்பநிலை குறையும்போது, ​​குறைந்த நேரியல் விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகப் பட்டையானது, அதிக நேரியல் விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகப் பட்டையை நோக்கி வளைகிறது. இந்த நிலை, அதிக நேரியல் விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகப் பட்டையானது, குறைந்த நேரியல் விரிவுக் குணகம் கொண்ட உலோகப் பட்டையை விடக் குட்டையாக மாற அனுமதிக்கிறது.
சரியான விடை C ஆகும்.

3. இரண்டு தண்டுகள் தொடக்கத்தில் ஒவ்வொன்றும் 10 மீ நீளம் கொண்டவை. அவ்விரு தண்டுகளும் எஃகு மற்றும் அலுமினியத்தால் ஆனவை, அவற்றின் நேரியல் விரிவுக் குணகங்கள் முறையே 11 x 10 ஆகும்.^-6 /^oசி மற்றும் 24 x 10^-6 /^oC. வெப்பநிலை 40 அதிகரித்த பிறகு^oC எனில், எஃகு மற்றும் அலுமினியக் கம்பிகளின் நீளம் முறையே...
அ. 10,044 மீ மற்றும் 10,096 மீ
பி. 10,0044 மீ மற்றும் 10,0096 மீ
சி. 10,096 மீ மற்றும் 10,044 மீ
D. 10,0096 மீ மற்றும் 10,0044 மீ
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
ஆரம்ப நீளம் (L)_o) எஃகு கம்பி = 10 மீட்டர்
ஆரம்ப நீளம் (L)_oஅலுமினியக் கம்பி = 10 மீட்டர்
எஃகின் நேரியல் விரிவாக்க குணகம் (α) = 11 x 10^-6 /^oC
அலுமினியத்தின் நேரியல் விரிவாக்க குணகம் (α) = 24 x 10^-6 /^oC
வெப்பநிலை மாற்றம் (ΔT) = 40^oC
கேள்வி: வெப்பநிலை அதிகரித்த பிறகு எஃகு மற்றும் அலுமினியக் கம்பிகளின் நீளம் என்ன?
பதில் :
நீள விரிவாக்க சூத்திரம்:
L = L_o + ΔL
L = L_o + α L_o T
வெப்பநிலை அதிகரித்த பிறகு எஃகு கம்பியின் நீளம்:
L = L_o + α L_o T
L = 10 + (11 x 10^-6)(10)(40)
L = 10 + (11 x 10^-6)(400)
L = 10 + (4400 x 10^-6)
L = 10 + 0,0044
L = 10,0044 மீட்டர்

வெப்பநிலை அதிகரித்த பிறகு அலுமினியக் கம்பியின் நீளம்:
L = L_o + α L_o ΔT)
L = 10 + (24 x 10^-6)(10)(40)
L = 10 + (24 x 10^-6)(400)
L = 10 + (9600 x 10^-6)
L = 10 + 0,0096
L = 10,0096 மீட்டர்
சரியான விடை B ஆகும்.

4. α என்ற நேரியல் விரிவுக் குணகத்தைக் கொண்ட ஒரு உலோகத் தண்டு, 25°C வெப்பநிலையில் l என்ற நீளத்தைக் கொண்டுள்ளது.^oC. 30 டிகிரிக்கு சூடுபடுத்தினால்^oC, அதன் நீளத்தில் Δl என்ற அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது. உலோகம் அதன் அசல் நீளத்தில் 1/3 பங்கிற்கு வெட்டப்பட்டால், 35°C வெப்பநிலைக்கு சூடுபடுத்தப்படும்போது அதன் நீளம் அதிகரிக்கிறது.^oC என்பது….
A. 2/3 Δl
B. 3/2 Δl
சி. 5/3 Δl
D. 5/2 Δl
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
ஜிகா
உலோகத்தின் நேரியல் விரிவாக்கக் குணகம் (α) = α
உலோகத்தின் ஆரம்ப நீளம் (L)^o) = l
வெப்பநிலை அதிகரிப்பு (ΔT) = 30^oசி - 25^oசி = 5^oC
Maka
நீள அதிகரிப்பு (ΔL) = Δl
கேள்வி: lo = 1/3 l மற்றும் ΔT = 35 எனில்^oசி - 25^oசி = 10^oC எனில் நீள அதிகரிப்பு = ….. ?
பதில் :
உலோகத்தின் நீள அதிகரிப்புக்கான சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி, உலோகத்தின் நேரியல் விரிவாக்கக் குணகத்தை (α) கணக்கிடுங்கள்:

உலோகத்தின் வெப்பநிலை 25°C இலிருந்து மாறும்போது அதன் நீளத்தில் ஏற்படும் அதிகரிப்பைக் கணக்கிட, இந்த நேரியல் விரிவாக்கக் குணக மதிப்பைப் பயன்படுத்தவும்.^oC 35 ஆகிறது^oC.

சரியான விடை A ஆகும்.

5. 20 டிகிரி வெப்பநிலையில்^oஒரு அலுமினியக் கம்பியின் நீளம் 200 செ.மீ. ஆகும். அதை 100°C வெப்பநிலைக்குச் சூடுபடுத்தினால்...^oC ≤ 20°C வெப்பநிலையில், நீளம் 0,00384 மீ அதிகரிக்கிறது.^oC அதே அலுமினியப் பொருளால் செய்யப்பட்ட ஒரு பந்து உள்ளது, எனவே அந்தப் பந்தின் கன அளவு அசல் பந்தின் கன அளவில் 1% அதிகரிக்க, அந்தப் பந்தை ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்குச் சூடுபடுத்த வேண்டும்...
ப^oC
பி^oC
சி. 208^oC
டி^oC
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
அலுமினியக் கம்பியின் ஆரம்ப நீளம் (L)_o) = 200 செ.மீ = 2 மீட்டர்
வெப்பநிலை மாற்றம் (ΔT) = 100^oசி - 20^oசி = 80^oC
நீள அதிகரிப்பு (Δl) = 0,00384 மீட்டர்
கேள்வி: பந்தின் கன அளவு அதன் அசல் கன அளவிலிருந்து 1% அதிகரிப்பதற்கு, அந்தப் பந்தை ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்குச் சூடுபடுத்த வேண்டும்...
பதில் :
நீள அதிகரிப்பு சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி அலுமினியத் தண்டின் நீளக் குணகத்தைக் கணக்கிடுங்கள்:

அலுமினியத்தின் கன அளவு விரிவாக்கக் குணகம் (β) = 3 x நீளவாட்டு விரிவாக்கக் குணகம் (α) = 3 (0,000024) = 0,000072

அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
பந்தின் அசல் கன அளவு = V
அலுமினிய பந்தின் கன அளவு அதிகரிப்பு (ΔV) = (1%)(V) = (1/100)(V) = V/100
வெப்பநிலை அதிகரிப்பு (ΔT) = T – 20
கேட்கப்பட்டது : பந்து ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்கு (T) சூடுபடுத்தப்படுகிறது (= ….. )?
பதில் :

சரியான விடை B ஆகும்.

6. ஒரு வட்ட வடிவ உலோகத் தகட்டின் மையத்தில், ஒன்றன் மேல் ஒன்று அமைந்த வட்டத் துளைகள் உள்ளன. அந்தத் தகட்டைச் சூடாக்கும்போது...
அ. தகட்டின் விட்டம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் துளையின் விட்டம் குறைகிறது.
B. தகட்டின் விட்டம் குறைந்து, துளையின் விட்டம் அதிகரிக்கிறது.
C. தகட்டின் விட்டம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் துளையின் விட்டம் அதிகரிக்கிறது
D. தகட்டின் விட்டம் குறைகிறது மற்றும் துளையின் விட்டம் குறைகிறது.
கலந்துரையாடல்
வட்டத்தின் பரப்பளவுக்கான சூத்திரம் (A):
A = π r²
வட்ட விட்டம் சூத்திரம் (D):
D = 2 r
ஒரு உலோகத் தகட்டைச் சூடுபடுத்தினால், அத்தகட்டின் பரப்பளவு (A) அதிகரிக்கும். உலோகத் தகட்டின் பரப்பளவு அதிகரித்தால், அதன் விட்டம் (D) அல்லது ஆரம் (r) அதிகரிக்கும். உலோகத் தகட்டின் விட்டம் (D) அல்லது ஆரம் (r) அதிகரித்தால், துளையின் விட்டமும் ஆரமும் அதிகரிக்கும்.
சரியான விடை C ஆகும்.

7. ஒரு ஜோடி கண்ணாடிக் சட்டங்கள், 1,3 x 10 என்ற நேரியல் விரிவாக்கக் குணகத்தைக் கொண்ட பிளாஸ்டிக்கால் செய்யப்பட்டுள்ளன.^-4 (^oC)^-1வில்லைத் துளைகள் 2,2 செ.மீ ஆரம் கொண்ட வட்ட வடிவில் உள்ளன. 2,21 செ.மீ ஆரம் கொண்ட வில்லைகளை அந்தத் துளைகளில் பொருத்துவதற்கு, கண்ணாடிச் சட்டகத்தின் வெப்பநிலை குறிப்பிட்ட அளவிற்கு மாறும் வரை சூடுபடுத்தப்பட வேண்டும்.
ப^oC
பி^oC
சி. 45^oC
டி^oC
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
பிளாஸ்டிக்கின் நேரியல் விரிவாக்க குணகம் (α) = 1,3 x 10^-4 (^oC^-1)
லென்ஸ் துளையின் ஆரம் (r)¹) = ஆரம்ப லென்ஸ் துளை ஆரம் = 2,2 செ.மீ
வெப்பப்படுத்திய பின் லென்ஸ் துளையின் ஆரம் (r)²) = 2,21 செ.மீ.
கேள்வி: கண்ணாடி சட்டத்தின் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றம்
பதில் :
2,21 செ.மீ ஆரம் கொண்ட லென்ஸை லென்ஸ் துளையில் பொருத்துவதற்கு, வெப்பப்படுத்திய பிறகு, லென்ஸின் ஆரம் 2,21 செ.மீ – 2,20 செ.மீ = 0,01 செ.மீ அதிகரிக்க வேண்டும்.
உலோகத் தகட்டின் பரப்பு விரிவாக்கக் குணகம் (β) = 2 x நேரியல் விரிவாக்கக் குணகம் (α) = 2 x 1,3 x 10^{-4 o}C^-1 = 2,6x10^{-4 o}C^-1

வெப்பநிலை மாற்றங்கள்:

சரியான விடை B ஆகும்.

8. பின்வரும் படத்தில், இரும்பினால் ஆன இரண்டு ரயில் தண்டவாளங்களுக்கு இடையே ஒரு இடைவெளி உள்ளது. இந்த இடைவெளி...
அ. தொடர்வண்டி கடந்து செல்லும்போது உராய்வு விசை குறைகிறது.
B. தொடர்வண்டி கடந்து செல்லும்போது ஏற்படும் அதிர்வுகள் குறைகின்றன.
C. இரும்பு விரிவடையும்போது இரயில் தண்டவாளங்கள் வளைவதில்லை.
D. ஒரு ரயில் அதன் மீது கடந்து செல்லும்போது ரயில் தண்டவாளங்கள் வளைவதில்லை.
கலந்துரையாடல்
தண்டவாளங்கள் உலோகத்தால் ஆனவை, அவை வெப்பநிலை மாறும்போது எளிதில் விரிவடையும். ஒரு வெப்பமான நாளில், தண்டவாளங்களின் வெப்பநிலை அதிகரித்து, அவை விரிவடையக் காரணமாகிறது. தண்டவாளங்கள் தொடர்வண்டிச் சக்கரங்களுடன் உராய்வதால், அப்போதும் வெப்பநிலை அதிகரித்து, அவையும் விரிவடைகின்றன. எனவே, உலோகம் விரிவடையும்போது தண்டவாளங்கள் வளைவதைத் தடுப்பதற்காகவே இரண்டு தண்டவாளங்களுக்கு இடையே இடைவெளி விடப்பட்டுள்ளது.
சரியான விடை C ஆகும்.

9.
ஒரு மின்சார இஸ்திரிப்பெட்டியில், அது ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையை அடையும்போது மின்சாரத்தைத் தானாகவே துண்டிக்கும் ஒரு தெர்மோஸ்டாட் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. வெப்பநிலை அதிகரிப்பால், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி இரு உலோகப் பட்டை வளைகிறது. இது ஏற்படுவதற்குக் காரணம்…
A. உலோகம் (B)-இன் தன்வெப்பம், உலோகம் (A)-இன் தன்வெப்பத்தை விட அதிகம்.
B. உலோகம் (B)-இன் தன்வெப்பம், உலோகம் (A)-இன் தன்வெப்பத்தை விடக் குறைவு.
C. உலோகம் (B)-இன் நேரியல் விரிவுக் குணகம், உலோகம் (A)-இன் நேரியல் விரிவுக் குணகத்தை விட அதிகம்.
D. உலோகம் (B)-இன் நேரியல் விரிவுக் குணகம், உலோகம் (A)-இன் நேரியல் விரிவுக் குணகத்தை விடச் சிறியது.
கலந்துரையாடல்
இரு உலோகம் என்பது, வெவ்வேறு நேரியல் விரிவுக் குணகங்களைக் கொண்ட உலோகம் A மற்றும் உலோகம் B ஆகியவற்றைக் கொண்டது. மேலே உள்ள படத்தின் அடிப்படையில், வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​உலோகம் A, உலோகம் B-ஐ நோக்கி வளைவது போல் தெரிகிறது. எனவே, ஒரே வெப்பநிலை அதிகரிப்பிற்கு, உலோகம் A அதிக நேரியல் விரிவையும், உலோகம் B குறைவான நேரியல் விரிவையும் அடைகிறது என்று முடிவு செய்யலாம். உலோகம் A-இன் நீள அதிகரிப்பு, உலோகம் B-ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, எனவே உலோகம் A, உலோகம் B-ஐ விட பெரிய நேரியல் விரிவுக் குணகத்தைக் கொண்டுள்ளது.
சரியான விடை D ஆகும்.

கேள்வி மூலம்:

ஜூனியர் உயர்நிலைப் பள்ளி இயற்பியல் OSN கேள்விகள்