Hőtágulás

A hőtágulás (a "hőtágulás" kifejezést is használják) a test lineáris méreteinek és alakjának változása, amikor a hőmérséklet megváltozik . Mennyiségileg a folyadékok és gázok állandó nyomású hőtágulását izobár tágulási együttható (a hőtágulás térfogati együtthatója) jellemzi. A szilárd anyagok hőtágulásának jellemzésére a lineáris hőtágulási együtthatót is bevezetjük.

A fizika azon ágát , amely ezt a tulajdonságot vizsgálja, dilatometriának nevezik (lásd a dilatométert ).


A testek hőtágulását minden változó hőmérsékleti viszonyok között üzemelő berendezés, műszer és gép tervezésénél figyelembe veszik.

A hőtágulás alaptörvénye kimondja, hogy a megfelelő dimenzióban lineáris méretű test külső mechanikai erők hatására és anélkül, hogy hőmérséklete megnő, akkora mértékben tágul, mint :

,

ahol az úgynevezett lineáris hőtágulási együttható . Hasonló képletek állnak rendelkezésre a test területének és térfogatának változásának kiszámítására. Az adott legegyszerűbb esetben, amikor a hőtágulási együttható sem a hőmérséklettől, sem a tágulás irányától nem függ, az anyag minden irányba egyenletesen tágul, szigorúan a fenti képlet szerint.

Elmélet

Ha szilárd testben a tágulás és egyéb hőhatások fő mechanizmusa a kristályrács rezgési amplitúdójának növekedése , akkor folyadék esetén ez a legközelebbi szomszédok Z számának csökkenése, ami a rövidre jellemzi. - hatótávolságú rend (a kristálynak hosszú és rövid hatótávolságú rendje is van, folyadéknak csak rövid hatótávolságú, gáznak nincs; ezért a kristály megtartja mind a térfogatát, mind az alakját, a folyadék csak a térfogatát, a gáz pedig nincs se fix kötete, se formája). Ezért egy folyadék egyszerű lyukmodellje [1] , amely a folyadékban egy rövid hatótávolságú topológiai sorrend meglétén alapul, és amelyet a legközelebbi szomszédok Z számával jellemeznek, jól leírja a hőtágulást és egyéb hőmérsékleti hatásokat egy kritikus hőmérsékletig. , legalábbis meglehetősen egyszerű folyadékokban [2] .

Lásd még

Linkek

Jegyzetek

  1. ↑ Cernuchi F., Eyring H. An Elementary Theory of the Liquid State // The Journal of Chemical Physics. - 1939. - 1. évf. 7, 7. sz. - P. 547-551.
  2. ↑ Lipkin A.I. A térfogat és a hangsebesség hőmérsékletfüggésének lyukmechanizmusa folyadékban // Acoustic Journal. - 1992. - T. 38. sz. 2. - S. 317-332. - UDC  538.951; 533,75 .