Koefisien ekspansi linier - Anda bisa menghitung semuanya

Semua orang pasti sudah kenal dengan ketukan roda gerobak. Atau suara roda trem. Semua orang tahu bahwa alasan untuk ini adalah kesenjangan di persimpangan antara rel. Dan untuk apa itu dibuat? Jawabannya sederhana - untuk mengimbangi perluasan rel saat dipanaskan. Ini juga merupakan fakta yang terkenal bahwa ketika dipanaskan, tubuh melebar, dan saat dikompres, mereka berkontraksi. Ukuran ekspansi atau kontraksi ini adalah koefisien ekspansi linier.

Teori molekuler perluasan tubuh pada pemanasan dijelaskan oleh peningkatan kecepatan gerak atom dan molekul materi. Akibatnya, dalam kisi kristal, amplitudo osilasi atom meningkat dan, sebagai konsekuensinya, dimensi linier tubuh meningkat. Dan berapa besar kenaikan yang terjadi dapat ditentukan dengan menggunakan rumus dimana koefisien ekspansi linier diterapkan.

Sekarang kita perlu menjelaskan arti fisik dari koefisien tersebut. Ini menunjukkan berapa lama panjang tubuh akan meningkat sebesar 1 ° C saat dipanaskan. Nilai ini tidak signifikan dan memiliki sendiri untuk setiap materi. Dengan demikian, koefisien ekspansi linier baja adalah 0,000011 per 1 ° C. Nilai yang sangat mirip, bisa dimengerti dengan contoh sederhana. Jika Bumi dililitkan mengelilingi Bumi dengan kawat besi, panjangnya adalah 40.000 km, maka dengan kenaikan suhu 1 ° C, panjang kawat akan meningkat 400 meter.

Koefisien ekspansi linier sangat penting bagi insinyur manapun. Hal ini memungkinkan Anda untuk memperhitungkan perubahan ukuran tubuh pada penurunan suhu. Jadi, jika dalam setahun suhu di kota berubah dari plus lima puluh derajat Celcius menjadi minus lima puluh derajat celcius, ini akan menyebabkan perubahan signifikan pada panjang rel yang sama. Jika padat, hasilnya akan membungkuk. Di sini untuk menghindari fenomena ini, dan membuat celah antara rel saat diletakkan.

Untuk bahan yang berbeda, nilai koefisiennya akan berbeda. Untuk baja, nilainya telah diberikan, dan koefisien ekspansi linier aluminium adalah 0.0000024 per 1 ° C.

Namun, argumen dan contoh di atas mengalami satu sisi tertentu. Saat kita berbicara tentang meningkatkan ukuran tubuh saat dipanaskan, tidak hanya panjangnya yang bertambah, tapi juga dimensi lainnya - lebar dan tinggi. Kenaikan ukuran akan menyebabkan peningkatan volume, dan kemudian orang dapat berbicara tentang perluasan badan volumetrik. Benar, konsep seperti itu lebih cenderung diterapkan pada padatan, tapi juga cairan.

Percobaan sederhana, yang akan mengkonfirmasi hal ini, dapat dilakukan secara independen. Taruh ketel di atas api, penuh dengan air ke bagian paling atas. Saat air hangat, volume akan meningkat dan "kabur" dari ketel. Tapi ada baiknya penggunaan efek ini. Semua orang kenal dengan termometer cair - jalan itu, medis itu. Mereka juga dibangun di atas efek peningkatan volume saat dipanaskan.

Dalam teknologi, terkadang mengabaikan kenaikan ini menyebabkan konsekuensi yang menyedihkan. Untuk mengimbangi kenaikan tersebut, tindakan khusus harus digunakan. Banyak yang harus melihat deretan panjang pipa (pipeline) yang diletakkan di permukaan. Dan tiba-tiba di tempat yang sama, pipa-pipa membentuk zigzag besar. Ini bukan zigzag sederhana, besarannya ditentukan secara ketat, sedangkan koefisien ekspansi linier digunakan dalam perhitungan. Sebuah zigzag serupa dibuat untuk mengkompensasi kenaikan linier dalam dimensi pipa.

Anda juga bisa memberi banyak contoh penggunaan ekstensi linier dan volumetrik dalam teknik ini, namun contoh di atas cukup untuk memahami esensi dari fenomena tersebut. Tentu saja, perilaku anomali beberapa zat, air yang sama, sangat penasaran. Pada saat pembekuan volume tidak menurun, namun meningkat. Ini akan menjadi faktor lain yang menegaskan sifat unik air.

Jadi, dalam artikel ini, berdasarkan contoh sederhana dan paling jelas dari kehidupan, konsep seperti perluasan linier tubuh dan koefisien ekspansi linier didefinisikan. Contoh penggunaan perpanjangan teknik dan dalam kehidupan sehari-hari diberikan, dan konsep urutan besarnya koefisien yang disebutkan diberikan.