já reparou que há uma pequena lacuna nas vias férreas? Porque achas que eles estão lá? Ou já reparaste que a tua mãe tenta abrir uma garrafa encravada, aquecendo-se perto do pescoço? Que magia é esta? Vamos descobrir mais sobre o processo de expansão térmica aqui.
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Thermal Expansion
If the temperature increases, then the volume of the material also increases. Geralmente, isto é conhecido como expansão térmica. Nós podemos expressá-lo desta forma que é a mudança fraccional no comprimento ou volume por unidade de mudança na temperatura. Em caso de expansão de um sólido, normalmente é empregado um coeficiente de expansão linear.
Em caso de expansão térmica do sólido, é descrito em termos de mudança de comprimento, altura e espessura. Para líquido e gás, o coeficiente de expansão do volume é mais útil. Geralmente, se o material é um fluido então podemos descrevê-lo em termos de mudança no volume.
entre os átomos e moléculas, as forças de ligação variam de material para material. As características dos elementos e compostos são conhecidas como coeficiente de expansão. Se um sólido cristalino tem a mesma configuração estrutural ao longo de todo, (isométrico) então em todas as dimensões do cristal a expansão será uniforme.
Se o cristal não é isométrico, então o coeficiente de expansão também é diferente para diferentes direções cristalográficas e como a temperatura vai mudar, então o cristal também vai mudar a forma. Materiais mais macios têm um maior coeficiente de expansão (CTE), mas materiais mais duros como tungstênio têm menor CTE.
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- Expansão Linear: A expansão Linear é definida como o aumento no comprimento do sólido. Exemplo: Se vamos considerar uma haste onde o comprimento da haste é l, e vamos aumentar a temperatura de uma haste, uma pequena quantidade. Assim, a Expansão Linear é dado por:
- O Coeficiente de dilatação linear de um determinado sólido é denotado como. em seguida, para uma unidade é por grau Celsius) no CGS e no sistema SI é por kelvin, K-1.expansão do Volume: a expansão do Volume é definida como o aumento do volume do sólido sobre o aquecimento. Com uma variação de temperatura ∆t a variação de volume de um sólido é dada por ∆v=Vy∆t, onde o coeficiente de expansão do volume é y.
- Área superficial ou de Expansão: Superficial de expansão é definida como o aumento da área de superfície do sólido no aquecimento. Se considerar que a área 00C de um sólido é A0, a sua área em t0c é dada por: A0(l+ßt). Unidade β: 0C-1 ou K-1. Em que β é conhecido como o coeficiente de expansão superficial.
6α = 3β = 2γ
esta equação mostra a relação entre α é a expansão linear, β é a expansão superficial, é a expansão do volume. Estes três coeficientes de expansão para um dado sólido não são constantes porque estes valores dependem totalmente da temperatura. Exemplos de expansão térmica na nossa vida diária são Termómetros, rebites, sobre rodas de madeira fixando pneus de metal, etc.
exemplo resolvido para você
Q. em uma peça contínua a partir de um rolo de uma folha de alumínio eavestroughs modernos são construídos. Para um comprimento de 30 metros, Qual é a mudança de comprimento? Em que α = 23×10-6C – 1 para a gama de temperaturas ∆t = 100F.
Ans: ∆l= L0 α ∆t