Agar siz elektr kabellarini diqqat bilan kuzatsangiz, ularning bo'shashishi tufayli pastga egilganini ko'rasiz. Nima uchun elektr kabellari shunchaki taranglash o'rniga ataylab bo'shashgan? Sharqiy Nusa Tenggaraning Flores va Lembata shaharlaridagi aksariyat tomlar ruxdan (Zn) yasalgan. Kunduzi yoki kechasi rux tomlari shovqin chiqaradi. Nima uchun rux shovqin chiqaradi? Agar siz Java orolida yashasangiz, temir yo'l izlarini ko'rgan bo'lishingiz mumkin. Rels bo'g'inlarida bo'shliqlar mavjud. Rels bo'g'inlaridagi bu bo'shliqlarning vazifasi nima? Kengayish mavzusi bilan bog'liq ko'p narsalar haqida o'ylashingiz va so'rashingiz mumkin.
Uzunlikning kengayishi
Ko'pgina qattiq jismlar harorati o'zgarganda chiziqli kengayishga uchraydi. Bu uzunlikning oshishi yoki kamayishini anglatadi. Odatda, jismning uzunligi harorati oshishi bilan ortadi, harorati pasayganda esa uzunligi kamayadi. Siz chiziqli kengayish faqat ingichka simlar kabi jismlarda sodir bo'ladi deb o'ylashingiz mumkin. Masalan, quyosh nuri tushadigan yo'l chetida to'xtab turgan mashinani ko'rib chiqing. Mashina qizib ketganda, metall plastinka qalinlashishi yoki yon tomonlarining uzunligi oshishi mumkin. Ruxli tom ham chiziqli kengayishni boshdan kechirishi mumkin. Bu holda, rux qizib ketganda, ruxning chekkalari kengayadi va rux ham qalinlashishi mumkin. Xuddi shu narsa temir yo'l izlari va temir yoki po'lat ko'priklarda ham sodir bo'ladi.
Ko'pgina qattiq jismlar harorati o'zgarganda kengayadi yoki qisqaradi, shuning uchun biz harorat o'zgarishi qattiq jismlarning kengayishiga qanday ta'sir qilishini tushunishimiz kerak. Bu uskunalar, binolar, transport vositalari va boshqalarni loyihalashda juda foydali. Masalan, temir yo'l izlaridagi bo'shliqlar. Temir yo'l izlari po'latdan yasalgan. Muhandislar har bir rels orasidagi bo'shliqlarning kengligini hisoblab chiqdilar. Issiq kunda relslar bir necha santimetrga kengayadi. Poyezd ular ustidan o'tganda, relslarning harorati ham oshadi, bu esa relslarning necha santimetrga kengayishiga olib keladi. Sovuq kechada relslar necha santimetrga qisqaradi. Tahlil asosida muhandislar rels bo'shliqlari orasidagi masofani shunday baholaydilarki, rels harorati ko'tarilganda relslar bir-biriga tegib ketmaydi va egilib qolmaydi.
Harorat o'zgarishi va chiziqli kengayish miqdori o'rtasidagi bog'liqlikni ifodalovchi formulani chiqarishga yordam berish uchun, o'ngdagi rasmda ko'rsatilgandek, kengayish jarayonida bo'lgan qattiq jismni ko'rib chiqing. Sarlavha: To = boshlang'ich harorat, T = yakuniy harorat, Lo = boshlang'ich uzunlik, L = kengayishdan keyingi uzunlik, delta L = uzunlikning o'zgarishi, delta T = haroratning o'zgarishi.
Ob'ektning harorati = T o bo'lganda (ob'ekt hali ham sovuq bo'lsa), ob'ektning uzunligi = L o . Ob'ektning harorati = T bo'lganda (ob'ektning harorati oshganda), ob'ektning uzunligi = L. Kuzatuvlar va tajribalar natijalariga ko'ra, ob'ekt uzunligining o'zgarishi harorat o'zgarishiga mutanosibdir. Agar harorat oshsa, ob'ekt uzunligi oshadi. Aksincha, harorat pasayganda, ob'ekt uzunligi kamayadi. Ob'ekt uzunligining o'zgarishi ham ob'ektning boshlang'ich uzunligiga (L o ) mutanosibdir. Agar harorat o'zgarishi kattaligi bir xil bo'lsa, masalan, 10 metr uzunlikdagi ob'ekt uzunligi atigi 5 metr uzunlikdagi ob'ektga nisbatan 2 baravar oshadi. Shunday qilib, ob'ekt qanchalik uzun bo'lsa, ob'ektning kengayishi shuncha katta bo'ladi.
Ob'ekt uzunligining o'zgarishi (delta L) haroratning o'zgarishiga (delta T) mutanosibdir:
Obyekt uzunligining o'zgarishi (delta L) obyektning boshlang'ich uzunligiga (L) mutanosibdir.o):
Har bir obyektning uzunligidagi o'zgarish har xil. U katta bo'lsa ham harorat o'zgarishi Xuddi shunday, temirning kengayishi shishaning kengayishi bilan bir xil emas. Boshqa jismlar uchun ham xuddi shunday. Shuning uchun, chiziqli kengayish har bir jismning chiziqli kengayish koeffitsientiga bog'liq. Har bir jism uchun chiziqli kengayish koeffitsienti tajriba orqali olinadi. Chiziqli kengayish koeffitsienti qanchalik katta bo'lsa, uzunlikning o'sishi shuncha katta bo'ladi. Chiziqli kengayish koeffitsienti qanchalik kichik bo'lsa, uzunlikning o'sishi shuncha kichik bo'ladi. Aytish mumkinki, jism uzunligining o'zgarishi chiziqli kengayish koeffitsientiga mutanosib.
Yuqoridagi uchta taqqoslash quyidagi tenglamada ifodalangan:
Kengayish yoki qisqarishdan keyin ob'ektning umumiy uzunligini ob'ektning boshlang'ich uzunligini (L) qo'shish orqali olish mumkin.o) va obyekt uzunligidagi o'zgarishlar (delta L).
Harorat o'zgarganda (TT)o) manfiy bo'lsa, uzunlikning o'zgarishi (LL)o) ham manfiy. Bu holda, obyektning uzunligi kamayadi. Aksincha, agar harorat o'zgarsa (TT)o) musbat bo'lsa, uzunlikning o'zgarishi (LL)o) ham musbat. Bu holda obyekt uzunligi oshadi.
Quyida 20 ° C haroratda qattiq jismlarning chiziqli kengayish koeffitsienti keltirilgan. Suyuqliklar va gazlar shaklini o'zgartiradi, bu ularning chiziqli kengayishini boshdan kechirishiga to'sqinlik qiladi. Qattiq jismlarning chiziqli kengayish koeffitsienti ham haroratga bog'liq. Turli haroratlarda qattiq jismlarning chiziqli kengayish koeffitsienti ham o'zgaradi. Agar harorat farqi juda katta bo'lmasa, chiziqli kengayish koeffitsientidagi farq ham juda katta bo'lmaydi, shuning uchun uni e'tiborsiz qoldirish mumkin.
Hajmni kengaytirish
Uzunlikning kengayishi faqat qattiq jismlar tomonidan, hajmning kengayishi esa barcha jismlar, qattiq, suyuq yoki gazsimon bo'lishidan qat'i nazar, tomonidan kuzatiladi. Hajmning kengayishi tenglamasi uzunlikning kengayishi tenglamasiga o'xshaydi.
Yuqoridagi hajm kengayish tenglamasi faqat jismning (qattiq, suyuq yoki gazsimon) hajmining o'zgarishi jismning boshlang'ich hajmidan kichik bo'lgandagina amal qiladi. Agar jismning hajmining o'zgarishi jismning boshlang'ich hajmidan katta bo'lsa, hajm kengayish tenglamasi aniq natijalarni bermaydi. Odatda qattiq jismlar tomonidan sodir bo'ladigan hajm o'zgarishi juda katta emas. Aksincha, suyuqlik va gazlarning hajm koeffitsienti qiymati ancha katta. Gazlar uchun hajm koeffitsienti ham harorat o'zgarishi bilan osongina o'zgaradi. Shuning uchun yuqoridagi formula faqat qattiq jismlarning kengayishi uchun ishlatiladi. Gaz hajmining o'zgarishini aniqlash formulasi 11-sinfda gazlarning kinetik nazariyasi mavzusida o'rganiladi.
