Pengembangan haba pepejal dan cecair

Adalah diketahui bahawa di bawah tindakan zarah haba mempercepatkan pergerakan rawak itu. Jika anda memanaskan gas, molekul membentuknya, hanya terbang dari satu sama lain. Cecair dipanaskan peningkatan pertama dalam kelantangan, dan kemudian mula hilang. Dan apa yang akan berlaku dengan pepejal? Tidak semua daripada mereka boleh mengubah keadaan mereka pengagregatan.

pengembangan terma: Definisi

pengembangan haba - perubahan dalam saiz dan bentuk perubahan suhu badan. Secara matematik, kita boleh mengira pekali pengembangan isi padu, yang membolehkan untuk meramalkan tingkah laku gas dan cecair dalam mengubah keadaan luaran. Untuk mendapatkan keputusan yang sama untuk pepejal, adalah perlu untuk mengambil kira pekali pengembangan linear. Ahli fizik telah dikenal pasti seluruh seksi untuk jenis ini penyelidikan dan memanggilnya dilatometri.

Jurutera dan arkitek perlu pengetahuan tentang tingkah laku pelbagai bahan-bahan di bawah suhu yang tinggi dan rendah untuk reka bentuk bangunan, membuka jalan dan paip.

pengembangan gas

pengembangan haba disertai oleh pengembangan gas dalam jumlah ruang. Ia menegaskan alamiah-ahli falsafah pada zaman dahulu, tetapi untuk membina pengiraan matematik berlaku hanya dalam fizik moden.

Pertama sekali ahli-ahli sains berminat dalam pengembangan udara, kerana ia seolah-olah mereka satu tugas yang dilaksanakan. Mereka begitu bersemangat mengambil kes itu, yang menerima keputusan yang agak bercanggah. Sememangnya, seperti hasil yang tidak memenuhi komuniti saintifik. Ketepatan pengukuran bergantung kepada termometer apa yang digunakan, tekanan, dan banyak keadaan lain. Sejumlah ahli fizik telah datang untuk mempercayai bahawa pengembangan gas tidak bergantung kepada perubahan suhu. Atau pergantungan ini tidak lengkap ...

Kerja-kerja Dalton dan Gay-Lussac

Ahli fizik telah terus berhujah sendiri serak atau telah meninggalkan pengukuran, jika tidak Dzhon Dalton. Beliau dan ahli fizik lain Gay-Lussac, pada masa yang sama bebas daripada satu sama lain mampu untuk mendapatkan keputusan pengukuran sama.

Lussac telah cuba untuk mencari punca seperti sebilangan besar keputusan yang berbeza dan menyatakan bahawa beberapa alat pada masa pengalaman itu air. Sememangnya, semasa pemanasan berubah menjadi wap dan menukar kuantiti dan komposisi gas ujian. Oleh itu, perkara pertama yang dibuat ahli sains - dengan teliti mengeringkan semua alat-alat yang digunakan untuk eksperimen, dan menolak walaupun peratusan minimum kelembapan gas ujian. pengalaman beberapa pertama lebih ketara selepas semua manipulasi ini.

Dalton menangani isu ini lebih lama daripada rakan-rakannya dan menerbitkan hasil di awal-awal abad XIX itu. Ia udara kering wap asid sulfurik dan kemudian memanaskan ia. Selepas beberapa siri eksperimen, John datang ke kesimpulan bahawa semua gas dan wap diperluaskan dengan faktor 0,376. Lussac Kami dapat nombor 0375. Ini adalah hasil daripada siasatan rasmi.

tekanan wap air

pengembangan haba gas bergantung kepada keanjalan mereka, iaitu keupayaan untuk kembali ke jumlah asal. Yang pertama untuk meneroka isu ini adalah Ziegler di pertengahan abad kelapan belas. Tetapi keputusan eksperimen beliau terlalu berbeza. angka yang lebih dipercayai adalah Dzheyms Uatt, yang digunakan untuk suhu yang tinggi dandang Papin, dan untuk rendah - barometer.

Pada akhir ahli fizik Perancis abad XVIII Prony cuba terbitkan formula tunggal yang akan menggambarkan keanjalan gas, tetapi ternyata rumit ganjil dan sukar untuk digunakan. Dalton telah memilih untuk empirik mengesahkan semua pengiraan, dengan menggunakan barometer sifon. Walaupun pada hakikatnya bahawa suhu dalam semua eksperimen adalah sama, keputusan yang sangat tepat. Jadi beliau menerbitkan mereka dalam bentuk jadual dalam buku teks fizik.

Teori penyejatan

pengembangan haba gas (seperti teori fizikal) telah mengalami pelbagai perubahan. Para saintis telah cuba untuk sampai ke proses teras yang menghasilkan wap. Di sini sekali lagi, kami telah menjaringkan seorang ahli fizik terkenal Dalton. Ia menduga bahawa mana-mana ruang gas tepu dengan wap tidak kira sama ada di dalam takungan (dalaman) apa-apa gas atau wap lain. Oleh itu, kita boleh membuat kesimpulan bahawa bendalir tidak akan hilang hanya datang ke dalam hubungan dengan udara atmosfera.

lajur tekanan udara di permukaan cecair meningkatkan ruang antara atom, mengoyak mereka selain dan mengewap, iaitu ia menggalakkan pembentukan wap. Tetapi pasangan molekul terus beroperasi kuasa graviti, jadi saintis berpendapat bahawa tekanan atmosfera tidak menjejaskan penyejatan cecair.

pengembangan cecair

cecair pengembangan haba disiasat selari dengan pengembangan gas. Kajian saintifik terlibat dalam saintis sama. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan aerometry termometer, berkomunikasi kapal dan alat-alat lain.

Semua uji kaji bersama-sama dan berasingan menafikan teori Dalton bahawa cecair seragam mengembang berkadaran dengan kuasa dua suhu di mana mereka yang dipanaskan. Sudah tentu, hubungan semakin tinggi suhu, semakin besar jumlah cecair, tetapi langsung tidak di antara mereka. Dan kadar pengembangan untuk semua cecair adalah berbeza.

pengembangan haba air, sebagai contoh, bermula pada sifar darjah Celsius dan meluas dengan suhu berkurangan. Sebelum ini, keputusan eksperimen yang berkaitan dengan hakikat bahawa air itu sendiri tidak berkembang, dan bekas itu tirus, ia terletak di mana. Tetapi beberapa waktu kemudian, ahli fizik Deluca masih datang ke kesimpulan bahawa itu harus dicari dalam cecair. Dia memutuskan untuk mencari suhu ketumpatan maksimum. Bagaimanapun, beliau tidak berjaya kerana mengabaikan beberapa butiran. Rumfort, yang telah mengkaji fenomena ini, mendapati bahawa ketumpatan maksimum air diperhatikan dalam lingkungan 4 hingga 5 darjah Celsius.

pengembangan haba badan

Dalam pepejal, mekanisme utama adalah untuk mengubah amplitud pengembangan kekisi hablur. Dalam erti kata yang mudah, atom yang membentuk bahan dan tegar ditambah pula di antara mereka, mula "goncang".

Undang-undang badan-badan pengembangan haba dirumuskan seperti berikut: mana-mana badan dengan dimensi L linear dalam proses pemanasan pada dT (delta T - perbezaan antara suhu awal dan akhir) berkembang dengan jumlah yang dL (delta L - adalah terbitan daripada pekali pengembangan terma linear panjang objek dan perbezaan suhu). Ini adalah versi yang paling mudah undang-undang, yang secara lalai mengambil kira bahawa badan sedang berkembang dalam semua arah pada satu masa. Tetapi untuk kerja amali menggunakan pengiraan lebih rumit, kerana pada hakikatnya, bahan-bahan tidak berkelakuan fizik seperti simulasi dan matematik.

pengembangan haba rel

Untuk meletakkan landasan keretapi itu sentiasa menarik fizik jurutera, kerana mereka boleh mengira dengan tepat bagaimana jarak banyak perlu menjadi antara sambungan landasan kepada pemanasan atau jalan penyejukan tidak cacat.

Seperti yang telah disebutkan di atas, pengembangan linear haba digunakan untuk semua pepejal. Dan landasan tidak terkecuali. Tetapi ada satu detail. Ramp bebas berlaku jika badan tidak dipengaruhi oleh daya geseran. Landasan adalah tetap kepada tidur dan landasan yang dikimpal untuk bersebelahan, jadi undang-undang, yang menggambarkan perubahan dalam panjang, membolehkan untuk mengatasi halangan-halangan dalam bentuk berjalan, dan rintangan punggung.

Jika kereta api tidak boleh menukar panjangnya, dengan perubahan dalam suhu ia meningkatkan tekanan haba, yang sama ada boleh meregang atau memampatkan ia. Fenomena ini digambarkan oleh hukum Hooke.