Termično raztezanje snovi fb
 

Temperaturno raztezanje




Friderika Lavrič, avtor/ica gradiva, nudi inštrukcije fizike v naslednjih krajih: Ljubljana.

Skype Učitelj/ica omogoča inštrukcije tudi prek Skypa.


Snovi v vseh treh fazah (trdno, tekoče, plinasto) s temperaturo spreminjajo svoj volumen. Pojavu pravimo temperaturno raztezanje.


S tem pojavom smo se že srečali v poglavju Plinska enačba. Spoznali smo odvisnost volumna plina od temperature pri konstantnem tlaku. Omenjena odvisnost je Gay-Lussacov zakon. Plin se pri konstantnem tlaku s temperatura razpenja - veča se mu volumen. Spremembo volumna s temperaturo lahko za idealni plin tudi natančno izračunamo s pomočjo plinske enačbe:




Sprememba volumna s temperaturo pa je:




Enačbi med seboj delimo:



Kjer je volumenski temperaturni koeficient idealnega plina. Pri idealnih plinih je strogo določen z recipročno vrednostjo absolutne temperature pred opazovano spremembo.


Podobno kot za plin velja enačba tudi za večino kapljevin. Molekule zaradi temperature med sabo trkajo in se odrivajo. Tudi pri večini trnih snovi velja podobno. Zaradi termičnega nihanja zavzemajo molekule več prostora, skupni volumen se veča.


Obstajajo pa tudi izjeme, ko se volumen snovi s temperaturo manjša. Pravimo, da imajo negativni temperaturni razteznostni koeficient.



Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Dolžinski raztezek



Vzemimo palici dolžine a in jo segrejemo za . Palica se bo podaljšala za , kot kaže slika.



Linearni raztezek




Količnik med podaljškom in prvotno dolžino imenujemo relativni podatljšek. Relativni podaljšek je sorazmeren spremembi temperature:




oziroma




Faktor imenujemo linearni temperaturni razteznostni koeficient.


Dolžina palice po temperaturnem raztezanju je:



Relativni linearni podaljšek je sorazmeren s spremembo temperature:




kjer je linearni razteznostni koeficient. Posledično je dolžina segrete palice:




Tabela koeficientov dolžinskega raztezka za nekatere materiale.



Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Prostorninski raztezek



Vzemimo kvader s stranicamo a, b in c. Ko kvader segrevamo, se podaljšajo stranice za , in kot kaže slika. S tem se poveča tudi prostornina.



Volumenski raztezek




S slike razberemo približen izraz, za koliko se je povečal volumen:



Pri izračunu se zavedamo, da smo zanemarili majhne kvadre ob robovih s skupnim volumnom:




Prostornina po temperaturnem raztezanju je sedaj:



Relativno povečanje volumna telesa je sorazmerno spremembi temperature:




kjer je volumenski razteznostni koeficient. Približno velja, da je:




Volumen snovi po segrevanju lahko zapišemo z enačbo:




Tabela koeficientov prostorninskega raztezka za nekatere materiale:



Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »



glavni avtor in urednik gradiva: Satcitananda podjetje za proizvodnjo, trgovino in izobraževanje d.o.o., Ljubljana