Szilárd Testek Hőtágulása
Ennek ellenére a hőtágulás következtében óriási erők léphetnek fel, ha a méretváltozás létrejöttét külső erők megakadályozzák. Gyakran fontos mérnöki feladat a hőtágulás elleni védelem. Szilárd halmazállapotú anyagok hőtágulása A hőtágulás oka: Hőenergia hatására a szilárd anyag belsejében megnő a részecskék rezgő mozgásának energiája. Ez abban nyilvánul meg, hogy nő a rezgőmozgást végző részecskék amplitúdója. Így minden részecskének nagyobb lesz a térfogatigénye. Szilárd testek hőtágulása. A szilárd testek hőtágulásának jelensége modell alapján magyarázható, mivel a Brown-mozgás intenzitása, illetve a kristályrács rácspontjain elhelyezkedő atomok, molekulák, ionok mozgásának tágassága megnő a hőmérséklet növekedésével, ezért a részecskék távolabb igyekeznek elhelyezkedni egymástól. Lineáris hőtágulás Lineáris hőtágulásról olyan szilárd anyagoknál beszélünk, ahol a keresztirányú méret elhanyagolható a hosszirány méretéhez képest. Ilyen pl. a rudak, vezetékek, sínek, stb. hőmérsékletváltozás hatására bekövetkező méretváltozása.
Mitől Függ A Szilárd Testek Hőtágulása? A Hőterjedés Milyen Formájával...
Bunsen-állvány vasrúdja) szívószál tűvel átszúrva fakocka A vasrudat fogjuk be egyik végénél a Bunsen-állványba, másik végét támasszuk fel egy fakockára. Helyezzük a fakocka és a rúd közé a tűvel átszúrt szívószál tűjének hegyes végét. Így a tű görgőként szolgál. A tűre szúrt szívószál jelzi a kötőtű elfordulását. Melegítsük meg a vasrudat Bunsen-égővel vagy borszeszégővel, a lángot mozgatva, hogy az egész rúd melegedjen. Figyeljük meg a szívószál-mutató elfordulását. c) Különböző anyagú fémrudak hőtágulásának bemutatása nagy áttételű mechanikus mutatóval A hőtágulási együttható anyagfüggésének bemutatása szilárd testeknél. nagy áttételű mutatókat tartalmazó eszköz (úgynevezett "emeltyűs pirométer") különböző anyagú, egyforma hosszúságú fémrudak denaturált szesz, gyufa A csavarok segítségével fogjunk be két különböző anyagú, egyforma hosszúságú fémrudat az eszközbe. Ügyeljünk rá, hogy a rúd végének elmozdulására a mutató is elmozduljon (ezt pl. Mitől függ a szilárd testek hőtágulása? A hőterjedés milyen formájával.... a rúd végén található csavar óvatos csavargatásával ellenőrizhetjük).
És a fentebb részletezett hőmérők többsége. A víz rendellenes viselkedése A víz nem követi a folyadékokra általában érvényes térfogati hőtágulási törvényt. Fajlagos térfogata +4˚C-on a legkisebb, sűrűsége pedig a legnagyobb. Ennek igen nagy jelentősége van a természetben. Az őszi lehűlés során, +4˚C-ig a tavak felszínének sűrűsége növekszik, és a vízréteg lesüllyed. Ez mindaddig tart, amíg a teljes vízmennyiség el nem éri a +4˚C-os hőmérsékletet, illetve a maximális sűrűséget. A további lehűlés során, 0˚C-ig csak a felszíni vízréteg sűrűsége csökken, nem süllyed le, majd megfagy. A keletkező jég –rossz hővezető lévén-megakadályozza a nagyobb tavak és folyók teljes befagyását, s így a vízi élőlények nem pusztulnak el. A fagyáskor táguló (növekvő térfogatú) víz szétrepeszti a vele töltött edényt, a vízvezetéket és a sejtmembránt. A víznek fagyáskor bekövetkező térfogat-növekedése igen nagy jelentőségű a földfelszín alakulásában: a kőzetek repedéseiben és pórusaiban tárolt víz megfagyva szétfeszíti a sziklákat.