थर्मल डिलेशन, गुणांक, प्रकार और व्यायाम

थर्मल विस्तार एक शरीर या भौतिक वस्तु द्वारा सामना किए गए विभिन्न मीट्रिक आयामों (जैसे लंबाई या मात्रा) की वृद्धि या भिन्नता है। यह प्रक्रिया सामग्री के आसपास के तापमान में वृद्धि के कारण होती है। रैखिक फैलाव के मामले में, ऐसे परिवर्तन एकल आयाम में होते हैं.

इस फैलाव के गुणांक को प्रक्रिया से पहले और बाद में मात्रा के मूल्य की तुलना करके मापा जा सकता है। कुछ सामग्री थर्मल विस्तार के विपरीत पीड़ित हैं; यह "नकारात्मक" हो जाता है। इस अवधारणा का प्रस्ताव है कि कुछ सामग्री अनुबंध जब कुछ तापमान के संपर्क में आते हैं.  

ठोस के लिए, एक रैखिक विस्तार गुणांक का उपयोग इसके विस्तार का वर्णन करने के लिए किया जाता है। दूसरी ओर, गणना करने के लिए तरल पदार्थों के लिए विस्तार का एक बड़ा गुणांक उपयोग किया जाता है.

क्रिस्टलीकृत ठोस के मामले में, यदि यह आइसोमेट्रिक है, तो क्रिस्टल के सभी आयामों में फैलाव सामान्य होगा। यदि यह आइसोमेट्रिक नहीं है, तो क्रिस्टल के साथ विस्तार के विभिन्न गुणांक पाए जा सकते हैं, और तापमान बदलते समय इसका आकार बदल जाएगा.

सूची

• 1 थर्मल विस्तार का गुणांक
• 2 नकारात्मक थर्मल विस्तार
• 3 प्रकार
  • 3.1 रैखिक विस्तार
  • 3.2 वॉल्यूमेट्रिक फैलाव
  • ३.३ सतह या क्षेत्र का फैलाव
• 4 उदाहरण
  • 4.1 पहला व्यायाम (रैखिक फैलाव)
  • 4.2 दूसरा व्यायाम (सतही फैलाव)
• ५ तनु क्यों होती है??
• 6 संदर्भ

थर्मल विस्तार का गुणांक

थर्मल विस्तार (वाई) के गुणांक को परिवर्तन के त्रिज्या के रूप में परिभाषित किया गया है जिसके माध्यम से एक सामग्री अपने तापमान में परिवर्तन के कारण पारित हुई। इस गुणांक को तरल पदार्थ के लिए ठोस और liqu के लिए प्रतीक α द्वारा दर्शाया जाता है, और अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली इकाइयों द्वारा निर्देशित किया जाता है.

थर्मल विस्तार के गुणांक ठोस, तरल या गैस की बात होने पर भिन्न होते हैं। हर एक की एक अलग ख़ासियत है.

उदाहरण के लिए, एक ठोस का फैलाव लंबाई के साथ देखा जा सकता है। वॉल्यूमेट्रिक गुणांक सबसे बुनियादी में से एक है जहां तक ​​तरल पदार्थ चिंतित हैं और परिवर्तन सभी दिशाओं में उल्लेखनीय हैं; गैस के विस्तार की गणना करते समय इस गुणांक का भी उपयोग किया जाता है.

नकारात्मक थर्मल विस्तार

नकारात्मक थर्मल विस्तार कुछ सामग्रियों में होता है, जो उच्च तापमान के साथ अपने आकार को बढ़ाने के बजाय, कम तापमान के कारण अनुबंध करते हैं.

इस तरह के थर्मल विस्तार को आमतौर पर खुले सिस्टम में देखा जाता है जहां बर्फ के मामले में दिशात्मक बातचीत -as देखी जाती है- या जटिल यौगिकों में -as कुछ जिओलाइट्स, Cu2O, अन्य के मामले में।.

साथ ही, कुछ शोधों से पता चला है कि कॉम्पैक्ट रूप में एकल-घटक अक्षांशों में और एक केंद्रीय बल बातचीत के साथ नकारात्मक थर्मल विस्तार भी होता है.

एक गिलास पानी में बर्फ जोड़ने पर नकारात्मक थर्मल विस्तार का एक स्पष्ट उदाहरण देखा जा सकता है। इस मामले में, बर्फ पर तरल का उच्च तापमान आकार में कोई वृद्धि नहीं करता है, बल्कि उसी के आकार को कम करता है.

टाइप

किसी भौतिक वस्तु के फैलाव की गणना करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि, तापमान परिवर्तन के आधार पर, कहा गया है कि वस्तु का आकार बढ़ सकता है या अनुबंध हो सकता है.

कुछ वस्तुओं को अपने आकार को संशोधित करने के लिए कठोर तापमान परिवर्तन की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए यह संभावना है कि गणना द्वारा फेंका गया मूल्य औसत है.

सभी प्रक्रियाओं की तरह, थर्मल विस्तार को कई प्रकारों में विभाजित किया जाता है जो प्रत्येक घटना को अलग से समझाते हैं। ठोस के मामले में, थर्मल विस्तार के प्रकार रैखिक फैलाव, वॉल्यूमेट्रिक फैलाव और सतह फैलाव हैं.

रैखिक फैलाव

रैखिक फैलाव में, एक एकल भिन्नता प्रबल होती है। इस स्थिति में, परिवर्तन से गुजरने वाली एकमात्र इकाई वस्तु की ऊंचाई या चौड़ाई है.

तापमान में परिवर्तन के बाद मात्रा के मूल्य के साथ तापमान में परिवर्तन से पहले मात्रा के मूल्य की तुलना करके इस प्रकार के फैलाव की गणना करने का एक आसान तरीका है.

वॉल्यूमेट्रिक फैलाव

वॉल्यूमेट्रिक फैलाव के मामले में, इसकी गणना करने का तरीका तापमान में परिवर्तन के बाद द्रव की मात्रा के साथ तापमान में परिवर्तन से पहले द्रव की मात्रा की तुलना करके है। इसकी गणना करने का सूत्र है:

सतह या क्षेत्र का फैलाव

सतही फैलाव के मामले में, किसी पिंड या वस्तु के क्षेत्र में वृद्धि तब देखी जाती है जब 1 ° C पर इसके तापमान में परिवर्तन होता है.

यह फैलाव ठोस पदार्थों के लिए काम करता है। यदि आपके पास रैखिक गुणांक भी है, तो आप देख सकते हैं कि ऑब्जेक्ट का आकार बड़े से दोगुना होगा। इसकी गणना करने का सूत्र है:

एक_एफ = ए₀ [१ + वाईए (टी)_एफ - टी₀)]

इस अभिव्यक्ति में:

[= क्षेत्र विस्तार का गुणांक [° C^-1]

एक₀ = प्रारंभिक क्षेत्र

एक_एफ = अंतिम क्षेत्र

टी₀ = प्रारंभिक तापमान.

टी_एफ = अंतिम तापमान

क्षेत्र के फैलाव और रैखिक फैलाव के बीच का अंतर यह है कि पहले एक में वस्तु के क्षेत्र में वृद्धि का परिवर्तन होता है, और दूसरे में परिवर्तन एकल इकाई माप का होता है (क्योंकि यह लंबाई या लंबाई हो सकती है) भौतिक वस्तु की चौड़ाई).

उदाहरण

पहला व्यायाम (रैखिक फैलाव)

स्टील से बनी ट्रेन का ट्रैक बनाने वाली रेल की लंबाई 1500 मीटर है। उस समय क्या लंबाई होगी जब तापमान 24 से 45 ° C तक जाता है?

समाधान

डेटा:

L0 (प्रारंभिक लंबाई) = 1500 मीटर

एल_एफ (अंतिम लंबाई) = ?

टीईएल (प्रारंभिक तापमान) = 24 डिग्री सेल्सियस

टी_एफ (अंतिम तापमान) = 45 ° सें

α (स्टील के अनुरूप विस्तार का रैखिक गुणांक) = 11 x 10^-6 ° C^-1

डेटा को निम्न सूत्र में बदल दिया गया है:

हालांकि, पहले हमें इस डेटा को समीकरण में शामिल करने के लिए तापमान अंतर का मूल्य पता होना चाहिए। इस अंतर को प्राप्त करने के लिए आपको उच्चतम तापमान को सबसे कम से घटाना होगा.

Δt = 45 ° C - 24 ° C = 21 ° C

यह जानकारी ज्ञात हो जाने के बाद, पिछले सूत्र का उपयोग करना संभव है:

एलएफ = 1500 मीटर (1 + 21 डिग्री सेल्सियस 11 x 10^-6 ° C^-1)

एलएफ = 1500 मीटर (1 + 2.31 x 10)^-4)

Lf = 1500 मीटर (1,000231)

एलएफ = 1500.3465 मीटर

दूसरा व्यायाम (सतही फैलाव)

एक उच्च विद्यालय में एक ग्लास बिक्री का क्षेत्रफल 1.4 मीटर ^ 2 है, यदि तापमान 21 डिग्री सेल्सियस पर है। 35 ° C तक तापमान बढ़ने पर आपका अंतिम क्षेत्र क्या होगा?

समाधान

Af = A0 [1 + (Tf - T0)]

अफ = १.४ मीटर² [१] २०४.४ x १०^-6]

अफ = १.४ मीटर² . 1.0002044

अफ = 1,40028616 मी²

क्यों होता है तनुकरण?

सभी जानते हैं कि सभी सामग्री विभिन्न उप-परमाणु कणों से बनी है। तापमान में फेरबदल करके, या तो बढ़ाएं या कम करें, ये परमाणु आंदोलन की एक प्रक्रिया शुरू करते हैं जो ऑब्जेक्ट के आकार को बदल सकते हैं.

जब तापमान बढ़ता है, तो गतिज ऊर्जा के बढ़ने से अणु तेजी से चलना शुरू करते हैं और इसलिए, वस्तु का आकार या आयतन बढ़ेगा.

नकारात्मक तापमान के मामले में विपरीत होता है, इस मामले में वस्तु का आयतन आमतौर पर कम तापमान द्वारा सिकुड़ जाता है.

संदर्भ

1. लीनियर, सतही, और वॉल्यूमेट्रिक डिलेशन - व्यायाम। 8 मई, 2018 को Fisimat: fisimat.com.mx से हल किया गया
2. सतहीकरण - व्यायाम का हल। 8 मई, 2018 को Fisimat: fisimat.com.mx से पुनःप्राप्त
3. थर्मल विस्तार। एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका से 8 मई, 2018 को लिया गया: britannica.com
4. थर्मल विस्तार। 8 मई, 2018 को हाइपर फिजिक्स कॉन्सेप्ट्स से लिया गया: हाइपरफिजिक्स.phy-astr.gif.u
5. थर्मल विस्तार। 8 मई, 2018 को लुमेन लर्निंग से प्राप्त किया गया: courses.lumenlearning.com
6. थर्मल विस्तार। 8 मई, 2018 को द फिजिक्स हाइपरटेक्स्टबुक: Phys.in.info से लिया गया
7. थर्मल विस्तार। 8 मई, 2018 को विकिपीडिया: en.wikipedia.org से पुनः प्राप्त.