انبساط سطحی - آموزش تصویری - زبان ساده
موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .
محاسبه آنلاین تغییرات مساحت و ضریب انبساط طولی و سطحی و تغییرات دما و مساحت اولیه
سلامابزار زیر فوق العاده و بی نظیر است. چون بهترین شیوه یادگیری حل مسئله را ارائه می کند. در هیچ جای دیگری چنین ابزار فوق العاده ای را نمی توانید پیدا کنید. برای طراحی آن وقت زیادی صرف کردیم و کاملا رایگان در اختیار عموم قرار دادیم. لطفا از آن استفاده کنید. اعداد مختلف را وارد کنید و آنها را تغییر دهید. به این ترتیب شما می توانید بی نهایت سوال با پاسخ تشریحی ایجاد کنید. از همه مهمتر، حتی می توانید مسائل درون یا آخر فصل و نیز مثال های کتاب درسی را با آن حل کنید.
معلمان محترم می توانند برای طراحی سوال و یا بررسی درستی سوال خود، از این ابزار ارزشمند استفاده کنند( پس از آنکه نرم افزار سوال را تولید کرد می توانید ظاهر و ادبیات سوال را به دلخواه خود تغییر دهید). با احترام: ژرفنما
روش استفاده:
در قسمت پایین، چهار ورودی اعداد وجود دارد. در سه ورودی، عدد دلخواه خود را وارد کنید. سپس روی دکمه محاسبه کلیک کنید. تا حل تشریحی آن، ارائه می شود.
توضیح بیشتر
- فرض کنید سه ورودی برای عدد داریم اگر در ورودی اول و دوم، عدد وارد کنید کمیت سوم حساب می شود. اما اگر در ورودی دوم و سوم، عدد وارد کنید کمیت اول حساب می شود و ...
-
برای وارد کردن اعداد توان دار، ما از ساده ترین روش ( یعنی e-notation )استفاده کردیم. برای این کار، از حرف e استفاده کنید. مثلا 105 × 3 را به صورت 3e5 وارد کنید
همچنین 5-10 × 3 را به صورت 3e-5 وارد کنید
عدد 19-10 × 1/6 را به صورت 1.6e-19 وارد کنید
عددی مانند 105 را به صورت 1e5 وارد کنید.(یعنی به صورت e5 وارد نکنید).
دقت کنید هنگام وارد کردن e صفحه کلید شما انگلیسی باشد وگرنه وارد نمی شود. - برای وارد کردن اعداد اعشاری، مثلا 6/5 به جای علامت اعشار / از علامت نقطه . استفاده کنید
1 - انبساط سطحی چیست؟
می دانیم در اثر مبادله گرما، حجم اجسام تغییر می کند. یعنی در تمام جهت ها منبسط می شود. اما جسمی که به شکل ورق یا صفحه است، در امتداد سطح، بیشتر از ضخامت تغییر می کند.
برای اجسامی که به شکل ورق یا صفحه هستند، انبساط گرمایی در امتداد سطح، بیشتر از ضخامت است. این حالت به انبساط سطحی معروف است.
مثلا وقتی یک ورق مربع شکل فلزی را گرم می کنیم . طول و عرض آن منبسط می شود اما ضخامت آن بسیار ناچیز تغییر می کند. یعنی در حدی است که می توان از آن صرفنظر کرد.
2 - انبساط سطحی را با چه فرمولی محاسبه کنیم؟
یک ورق در نظر بگیرید که مساحت اولیه آن A1 است. به آن گرما می دهیم. فرض کنید دمای آن از θ1 به θ2 می رسد. مساحت این ورق به اندازه ΔA = A2- A1 زیاد می شود.
- در فرمول روبرو α ضریب انبساط طولی است.این ضریب همان است که در انبساط طولی شرح دادیم. یکای آن بر کلوین( 1/K ) یا بر درجه سلسیوس( 1/C ) است. قبلا نیز گفتیم نیازی به حفظ کردن این اعداد نیست.
- در درس قبل توضیح دادیم که ΔT = Δθ.
- اگر دما برحسب فارنهایت بیان شود آن را به کلوین یا سلسیوس تبدیل کنید( ΔF = 1/8Δθ). یعنی باید فارنهایت را بر 1/8 تقسیم کرد. مثلا فرض کنید دما 18 درجه فارنهایت بالا رفت. در این صورت 18 را بر ر 1/8 تقسیم می کنیم. حاصل می شود 10 درجه سلسیوس.
- یکای مقادیر A1 هرچه باشد یکای ΔA نیز همان است. اما بهتر است همه را به یکای استاندارد تبدیل کنید( فصل اندازه گیری).
- به عبارت 2α ضریب انبساط سطحی نیز می گویند. در واقع اگر ضریب انبساط طولی را در 2 ضرب کنیم، ضریب انبساط سطحی به دست می آید.
طول یک ورق، 2 متر و عرض آن 1 متر است. فرض کنید در اثر تابش، دمای آن از 5 به 45 درجه سلسیوس رسیده است. مساحت آن چه مقدار افزایش می یابد( ضریب انبساط طولی آن را 3 ×10- 5 در نظر بگیرید).
ابتدا مساحت اولیه A1 و تغییر دما Δθ را حساب کردیم. سپس مقادیر را در فرمول قرار دادیم. در خط آخر عدد 0/0024 متر مربع به دست آمد. تا همین جا کافی است. اما آن را در 10000 ضرب کردیم تا برحسب سانتی متر مربع به دست آید( فصل اندازه گیری).
شعاع یک صفحه دایره ای شکل، 2 متر است. در اثر تابش آفتاب، به اندازه 50 درجه سلسیوس گرم می شود. مساحت آن به اندازه 96 سانتیمتر مربع افزایش می یابد. ضریب انبساط طولی و سطحی این ماده را محاسبه کنید( π ≈ 3).
در خط اول مساحت اولیه دایره A1 را حساب کردیم. به خط سوم دقت کنید. تغییرات مساحت ΔA برابر با 96 سانتی متر مربع است. آن را بر 10000 تقسیم کردیم تا به مترمربع تبدیل شود. بقیه مراحل، جایگذاری در فرمول و انجام محاسبه است.
اگر یک صفحه حفره داشته باشد، میزان انبساط و انقباض حفره دقیقا مشابه جسم اصلی است.
از یک صفحه فلزی مربع شکل، یک حفره دایره ای شکل، جدا می کنیم. هر دو قسمت، یعنی دایره جدا شده و مربع حفره دار، را به یک اندازه گرم می کنیم. کدامیک انبساط بیشتری دارد؟
حفره و صفحه حفره دار هردو از یک جنس هستند. چون به یک اندازه گرم شده اند، انبساط آنها کاملا مشابه هم است.
بخش نظرات