לענג עקספּאַנסיע פאָרמולע

לענג עקספּאַנסיע פאָרמולע

טערמישע אויסברייטונג איז א פיזישע דערשיינונג וואס פאסירט ווען אן אביעקט ענדערט לענג צוליב ענדערונגען אין טעמפעראטור. פארשטיין דעם דערשיינונג איז וויכטיג ווייל עס האט אסאך פראקטישע אנווענדונגען אין טעגליכן לעבן און אינדוסטריע. דער ארטיקל וועט דיסקוטירן דעם קאנצעפט פון טערמישע אויסברייטונג, די פארמולע גענוצט צו רעכענען עס, און ביישפילן פון פראקטישע אנווענדונגען.

גרונטלעכע קאנצעפט פון לענג אויסברייטונג

טערמישע אויסברייטונג פאסירט ווייל די טיילכלעך אין אן אביעקט רירן זיך שנעלער און גייען ווייטער אפגעזונדערט ווען די טעמפעראטור וואקסט. ווען די טעמפעראטור פון אן אביעקט וואקסט, וואקסט די קינעטישע ענערגיע פון ​​די טיילכלעך, וואס מאכט זיי רירן זיך שנעלער און גייען ווייטער אפגעזונדערט. אלס רעזולטאט, וואקסט דער אביעקט אויס, אדער וואקסט אין לענג.

פארקערט, ווען די טעמפּעראַטור פון אַן אָביעקט פאַלט, באַוועגן זיך די פּאַרטיקלען שטייטער און ווערן נענטער צוזאַמענגעפּאַקט, וואָס פאַראורזאַכט אַז דער אָביעקט זאָל זיך שרינקען אָדער פאַרקלענערן אין לענג. די דערשיינונג גילט פֿאַר כּמעט אַלע מאַטעריאַלן, צי זיי זענען מעטאַל, האָלץ אָדער פּלאַסטיק.

לענג עקספּאַנסיע פאָרמולע

די גרונט־פאָרמולע פֿאַר אויסרעכענען לינעאַרע עקספּאַנסיע איז:

[\דעלטאַל = L_0 \אַלפאַ \דעלטאַלט\]

וואו:
– \( \Delta L \) איז די ענדערונג אין לענג (מעטער).
– \(L_0 \) איז די אנפאנגס-לענג פון דעם אביעקט (מעטער).
– \( \alpha \) איז דער קאָעפיציענט פון לינעאַרער יקספּאַנשאַן פון דעם מאַטעריאַל (פּער גראַד צעלזיוס).
– \( \DeltaT \) איז די ענדערונג אין טעמפּעראַטור (גראַד צעלזיוס).

דער קאָעפיציענט פון לינעאַרער יקספּאַנשאַן (\( \alpha \)) איז אַ קאָנסטאַנט וואָס דעפּענדס אויף דעם טיפּ מאַטעריאַל. איר ווערט איז אַנדערש פֿאַר יעדן מאַטעריאַל, למשל אייַזן, קופּער, אַלומינום, און אַזוי ווייטער.

ביישפילן פון קאָעפֿיציענטן פון לינעאַרער יקספּאַנשאַן פֿאַר עטלעכע מאַטעריאַלן

דאָ זענען עטלעכע ווערטן פון די קאָעפיציענט פון לינעאַר יקספּאַנשאַן פֿאַר פֿאַרשידענע געוויינטלעכע מאַטעריאַלן:

– אייַזן: \( 12 \מאל 10^{-6} \) פּער °C
– קופּער: \( 16.5 \מאל 10^{-6} \) פּער °C
– אַלומינום: \( 23 \מאל 10^{-6} \) פּער °C
– גלאָז: \( 8.5 \מאל 10^{-6} \) פּער °C

די ווערטן ווײַזן וויפיל דער מאַטעריאַל וועט זיך אויסברייטערן פּער איינהייט לענג פֿאַר יעדן איין גראַד צעלזיוס וואָס דערהייבט זיך אין טעמפּעראַטור.

בייַשפּיל פון לענג יקספּאַנשאַן קאַלקולאַציע

לאָמיר זאָגן מיר האָבן אַן אייַזן שטאַנג מיט אַן אָנהייב לענג פון 2 מעטער ביי 20°C. מיר ווילן וויסן ווי לאַנג די שטאַנג וועט זיין ווען די טעמפּעראַטור וועט שטייגן צו 40°C. מיר וועלן נוצן די פאָרמולע פֿאַר לינעאַרע יקספּאַנשאַן:

1. אנהייב לענג (\(L_0 \)) = 2 מעטער
2. דער קאָעפיציענט פון לינעאַרער יקספּאַנשאַן פֿאַר אייַזן (α) = 12 × 10⁻⁶ פּער °C
3. ענדערונג אין טעמפּעראַטור (\( ΔT \)) = 40°C – 20°C = 20°C

ניצן די פאָרמולע:

[\דעלטאַל = L_0 \אַלפאַ \דעלטאַלט\]
\[\deltaL = 2 × 12 × 10^{-6} × 20 \]
\[ \דעלטאַ ל = 0.00048 \text{ מעטער} \]

אַזוי, די ענדערונג אין לענג פון די אייַזן שטעקן איז 0.00048 מעטער אָדער 0.48 מילימעטער. די לעצט לענג פון די אייַזן שטעקן ביי 40°C איז:

\[ ל = ל_0 + \דעלטא ל \]
\[ ל = 2 + 0.00048 \]
\[ ל = 2.00048 \טעקסט{ מעטער} \]

לענג עקספּאַנסיע אַפּלאַקיישאַן

לינעאַרע עקספּאַנסיע האט פילע אַפּליקאַציעס אין וואָכעדיק לעבן און אינדוסטריע. דאָ זענען עטלעכע ביישפילן:

1. בריקן און באן רעלסן: בריקן און באן רעלסן ווערן געבויט מיט אויסברייטונגס-שפאלטן צו אקאמאדירן לינעארע אויסברייטונג צוליב טעמפעראטור ענדערונגען. אן אויסברייטונגס-שפאלטן קען די בריק אדער רעלס זיך בייגן אדער דורכפאלן.

2. עלעקטרישע קאַבלען: עלעקטרישע קאַבלען וואָס הענגען צווישן פּאָלן זענען דיזיינד צו נעמען אין חשבון לענג אויסברייטונג אַזוי אַז זיי זאָלן נישט ברעכן ביי הויכע טעמפּעראַטורן אָדער ווערן צו געשפּאַנט ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן.

3. בימעטאַלישע טערמאָסטאַט: א בימעטאַלישע טערמאָסטאַט ניצט צוויי טיפּן מעטאַל מיט פאַרשידענע קאָעפֿיציענטן פון לינעאַרער יקספּאַנשאַן. ווען די טעמפּעראַטור ענדערט זיך, דער חילוק אין יקספּאַנשאַן פון די צוויי מעטאַלן פאַראורזאַכט אַז דער בימעטאַל זאָל זיך בייגן, וואָס ווערט געניצט צו קאָנטראָלירן הייצונג אָדער קיל סיסטעמען.

4. פֿענצטער גלאָז אינסטאַלאַציע: פֿענצטער גלאָז ווערט אינסטאַלירט נעמענדיג אין באַטראַכט די לענג אויסברייטערונג צו פאַרמייַדן קראַקינג אָדער ברעכן רעכט צו טעמפּעראַטור ענדערונגען.

פאַקטאָרן וואָס האָבן אַן השפּעה אויף לענג עקספּאַנסיע

עטלעכע פאַקטאָרן וואָס האָבן אַן השפּעה אויף דער אויסברייטונג פון אַן אָביעקט'ס לענג זענען:

1. מאַטעריאַל טיפּ: יעדער מאַטעריאַל האט אַן אַנדער קאָעפֿיציענט פֿון לינעאַרער יקספּאַנשאַן. מעטאַלן האָבן טיפּיש אַ העכערן קאָעפֿיציענט ווי נישט-מעטאַלישע מאַטעריאַלן ווי גלאָז אָדער קעראַמיק.

2. אנהייב לענג: ווי לענגער דער אביעקט, אלץ גרעסער די ענדערונג אין לענג וואס פאסירט פאר דער זעלבער ענדערונג אין טעמפעראטור.

3. טעמפּעראַטור ענדערונג: ווי גרעסער די טעמפּעראַטור ענדערונג, אַלץ גרעסער די לינעאַרע יקספּאַנשאַן וואָס פּאַסירט.

4. סביבה באדינגונגען: פאקטארן ווי דרוק און הומידיטי קענען אויך ווירקן לינעארע אויסברייטונג, כאטש זייער איינפלוס איז געווענליך קלענער ווי די פון טעמפעראטור.

קעסימפּולאַן

טערמישע אויסברייטונג איז א וויכטיגע דערשיינונג אין פיזיק וואס פאסירט צוליב טעמפעראטור ענדערונגען. פארשטיין די טערמישע אויסברייטונג פארמולע און די פאקטארן וואס האבן דערויף אן איינפלוס איז קריטיש פאר א ברייטע רייע פון ​​פראקטישע אנווענדונגען, פון די קאנסטרוקציע פון ​​בריקן און באנען ביזן פלאנירן פון הויזגעזינד אפאראטן ווי טערמאסטאטן. דורך רעכענען מיט טערמישע אויסברייטונג, קענען מיר פלאנירן און פאבריצירן זיכערערע, מער דויערהאפטע, און מער עפעקטיווע סטרוקטורן און עקוויפמענט.

פֿאַרשטיין די גרונטלעכע קאָנצעפּטן און אַפּליקאַציעס פֿון טערמישער יקספּאַנשאַן העלפֿט אונדז איבערקומען טעכנישע שוועריקייטן אין פֿאַרשידענע פֿעלדער און זיכערט אַז מיר קענען זיך צופּאַסן צו טעמפּעראַטור ענדערונגען אין וואָכעדיק לעבן און אינדוסטריע.