ठोस और तरल पदार्थ के थर्मल विस्तार

ऐसा नहीं है कि के तहत गर्मी कणों की कार्रवाई अपने यादृच्छिक आंदोलन में तेजी लाने के लिए जाना जाता है। आप गैस गर्मी, तो अणुओं यह गठन, बस एक दूसरे से दूर उड़। गर्म तरल मात्रा में पहली वृद्धि हुई है, और फिर लुप्त हो शुरू करते हैं। और क्या ठोस के साथ क्या होगा? नहीं उनमें से हर एक एकत्रीकरण के अपने राज्य को बदल सकते हैं।

थर्मल विस्तार: परिभाषा

थर्मल विस्तार - आकार और शरीर के तापमान में परिवर्तन के आकार में एक परिवर्तन। गणित के अनुसार, एक मात्रा विस्तार गुणांक की गणना कर सकते हैं, बाहरी स्थितियों को बदलने में गैसों और तरल पदार्थ के व्यवहार की भविष्यवाणी करने की इजाजत दी। ठोस के लिए एक ही परिणाम प्राप्त करने के लिए, यह ध्यान में रखना जरूरी है कि रैखिक विस्तार के गुणांक। भौतिकविदों अनुसंधान के इस प्रकार के लिए एक पूरे खंड की पहचान की और यह dilatometry कहा जाता है।

इंजीनियर और आर्किटेक्ट सड़कों और पाइप फ़र्श, इमारतों के डिजाइन के लिए उच्च और निम्न तापमान के तहत विभिन्न सामग्रियों के व्यवहार के बारे में ज्ञान की जरूरत है।

गैसों का विस्तार

थर्मल विस्तार अंतरिक्ष मात्रा में गैसों का विस्तार के साथ है। यह ध्यान दिया प्राचीन काल में प्रकृतिवादियों-दार्शनिकों, लेकिन निर्माण करने के लिए गणितीय गणना आधुनिक भौतिकी में तभी हो।

सबसे पहले, हवा के विस्तार में रुचि रखने वाले के रूप में यह उनके लिए एक व्यवहार्य काम लग रहा था सभी वैज्ञानिकों की। वे इतने उत्साहपूर्वक मामला है, जो काफी विरोधाभासी परिणाम प्राप्त कर लिया गया है। स्वाभाविक रूप से, इस तरह के एक परिणाम वैज्ञानिक समुदाय को संतुष्ट नहीं करता है। माप की सटीकता क्या इस्तेमाल किया गया था थर्मामीटर, दबाव, और कई अन्य की स्थिति पर निर्भर है। कुछ भौतिकविदों भी विश्वास है कि गैसों का विस्तार तापमान में परिवर्तन पर निर्भर नहीं करता आ गए हैं। या यह निर्भरता पूरा नहीं हुआ है ...

डाल्टन और समलैंगिक Lussac का काम

भौतिकविदों खुद को कर्कश का तर्क करना जारी रखा है या माप, अगर नहीं त्याग दिया है जोन डाल्टन। वह और एक अन्य भौतिक विज्ञानी समलैंगिक Lussac, एक ही समय एक दूसरे से स्वतंत्र में एक ही माप परिणाम प्राप्त करने में सक्षम थे।

Lussac अलग परिणाम की इतनी बड़ी संख्या के कारणों का पता करने की कोशिश कर और कहा कि अनुभव के समय में कुछ उपकरणों पानी था। स्वाभाविक रूप से, के दौरान गर्म भाप में तब्दील हो और मात्रा और परीक्षण गैस की संरचना बदल जाता है। इसलिए, पहली बात यह है कि वैज्ञानिक बनाया - अच्छी तरह से उपकरण है, जो प्रयोग के लिए इस्तेमाल कर रहे थे के सभी सूखी, और यहां तक कि परीक्षण गैस की नमी के एक न्यूनतम प्रतिशत की संभावना से इनकार कर रहा है। पहले कुछ अनुभवों को इन सभी जोड़तोड़ के बाद और अधिक महत्वपूर्ण थे।

डाल्टन इस मुद्दे उनके सहयोगियों से अधिक समय से सम्बंधित थी और उन्नीसवीं सदी के बहुत शुरुआत में परिणाम प्रकाशित किया। यह हवा सल्फ्यूरिक एसिड की वाष्प सूखे और फिर इसे गर्म करने। प्रयोगों की एक श्रृंखला के बाद, जॉन निष्कर्ष यह है कि सभी गैसों और भाप 0.376 का एक पहलू से विस्तार किया जाता है के लिए आया था। Lussac हम नंबर 0375 मिला है। यह आधिकारिक जांच का परिणाम था।

जल वाष्प दबाव

गैसों के थर्मल विस्तार अर्थात मूल मात्रा पर लौटने के लिए की क्षमता है, उनके लोच पर निर्भर करता है। मुद्दा पता लगाने के लिए पहले अठारहवीं सदी के मध्य में ज़ेग्लर था। लेकिन अपने प्रयोगों के परिणाम भी अलग हैं। अधिक विश्वसनीय आंकड़े था Dzheyms Uatt, बैरोमीटर - जिसके लिए कम के लिए उच्च तापमान बायलर Papin प्रयोग किया जाता है, और।

XVIII सदी के फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी के अंत में Prony एक भी सूत्र है कि गैस की लोच का वर्णन होगा प्राप्त करने के लिए प्रयास किया, लेकिन यह अजीब बोझिल और उपयोग करने के लिए मुश्किल निकला। डाल्टन एक साइफन बैरोमीटर का उपयोग कर, मूल रूप से सभी गणना सत्यापित करने के लिए फैसला किया। तथ्य यह है कि सभी प्रयोगों में तापमान एक ही होने के बावजूद परिणाम बहुत ही सटीक थे। तो वह उन्हें एक भौतिक विज्ञान की पाठ्यपुस्तक में एक तालिका के रूप में प्रकाशित किया।

वाष्पीकरण के सिद्धांत

गैसों के थर्मल विस्तार (जैसे भौतिक सिद्धांत के रूप में) विभिन्न बदलाव आया है। वैज्ञानिकों कोर प्रक्रियाओं है कि भाप का उत्पादन करने के लिए कोशिश की है। यहाँ फिर से, हम एक प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी डाल्टन रन बनाए है। यह अनुमान लगाया जाता है कि किसी भी गैस अंतरिक्ष की परवाह किए बिना वाष्प के साथ संतृप्त किया गया है या जलाशय (इनडोर) किसी भी अन्य गैस या वाष्प में मौजूद। इसलिए, हम निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि तरल पदार्थ लुप्त नहीं होंगे सिर्फ वायुमंडलीय हवा के संपर्क में आता।

तरल सतह पर हवा के दबाव के स्तंभ परमाणुओं के बीच अंतरिक्ष, उन्हें अलग फाड़ और evaporating है, यानी यह भाप के गठन को बढ़ावा देता है बढ़ जाती है। लेकिन अणु जोड़ी, गुरुत्वाकर्षण के बल संचालित करने के लिए जारी है इसलिए वैज्ञानिकों ने सोचा कि वायुमंडलीय दबाव तरल पदार्थ का वाष्पीकरण को प्रभावित नहीं करता।

तरल पदार्थ के विस्तार

थर्मल विस्तार तरल पदार्थ गैसों का विस्तार के साथ समानांतर में जांच की। वैज्ञानिक एक ही वैज्ञानिकों में लगे हुए अनुसंधान। ऐसा करने के लिए, वे एक थर्मामीटर aerometry उपयोग करते हैं, जहाजों और अन्य उपकरणों का संवाद।

सभी प्रयोग एक साथ और अलग-अलग डाल्टन के सिद्धांत है कि वर्दी तरल पदार्थ तापमान, जिस पर वे गरम किया जाता के वर्ग के अनुपात में बढ़ती है का खंडन किया। बेशक, उच्च तापमान, अधिक से अधिक तरल पदार्थ की मात्रा है, लेकिन सीधा संबंध उन दोनों के बीच नहीं था। और यह सब तरल पदार्थ के लिए विस्तार की दर अलग था।

पानी की थर्मल विस्तार, उदाहरण के लिए, शून्य डिग्री सेल्सियस पर शुरू होता है और तापमान कम हो रहा फैली हुई है। इससे पहले, इन प्रयोगात्मक परिणाम तथ्य यह है कि पानी में ही विस्तार नहीं करता है के साथ जुड़े, और कंटेनर, पतला है जिसमें यह स्थित है। लेकिन कुछ समय बाद, भौतिक विज्ञानी Deluca अभी भी कारण है कि तरल में मांग की जानी चाहिए निष्कर्ष पर आते हैं। उन्होंने कहा कि इसकी अधिकतम घनत्व के तापमान को खोजने का फैसला किया। हालांकि, उन्होंने कुछ विवरण उपेक्षा के कारण सफल नहीं हो सका। Rumfort, जो इस घटना का अध्ययन किया है, पाया गया कि पानी का अधिकतम घनत्व 4 से 5 डिग्री सेल्सियस की रेंज में मनाया जाता है।

निकायों के थर्मल विस्तार

ठोस में, मुख्य तंत्र क्रिस्टल जालक के विस्तार के आयाम बदलने के लिए है। सरल शब्दों में, परमाणुओं है कि सामग्री बनाने और सख्ती से उन दोनों के बीच मिलकर कर रहे हैं, "हिला" करने के लिए शुरू करते हैं।

के रूप में तैयार थर्मल विस्तार निकायों के कानून इस प्रकार है: dT पर हीटिंग प्रक्रिया में एक रेखीय आयाम एल (डेल्टा टी - प्रारंभिक तापमान और अंतिम के बीच अंतर) के साथ किसी भी शरीर के लिए एक राशि डेली (डेल्टा एल द्वारा विस्तार किया - वस्तु और अंतर के लंबाई में रैखिक थर्मल विस्तार के गुणांक के व्युत्पन्न है तापमान)। यह कानून है, जो डिफ़ॉल्ट रूप से खाते है कि शरीर एक ही बार में सभी दिशाओं में विस्तार किया जाता है में ले जाता है सबसे सरल संस्करण है। लेकिन व्यावहारिक काम के लिए और अधिक बोझिल गणनाओं का उपयोग, के बाद से वास्तव में, माल के रूप में नकली भौतिकी और गणित के व्यवहार नहीं करते।

रेल के थर्मल विस्तार

रेलवे ट्रैक बिछाने के लिए हमेशा भौतिकविदों इंजीनियरों को आकर्षित किया है, क्योंकि वे वास्तव में गणना कर सकते हैं कि कितना दूरी हीटिंग के लिए रेल के जोड़ों के बीच होना चाहिए या ठंडा पथ विकृत नहीं है।

जैसा कि पहले ही, जैसा कि ऊपर उल्लेख थर्मल रैखिक विस्तार सभी ठोस के लिए लागू। और रेल भी इसका अपवाद नहीं था। लेकिन एक विस्तार है। रैंप स्वतंत्र रूप से होती है, तो शरीर घर्षण बल से प्रभावित नहीं है। रेल स्लीपरों के लिए निर्धारित कर रहे हैं और रेल, आसन्न करने के लिए वेल्डेड रहे हैं कानून है, जो लंबाई में परिवर्तन का वर्णन करता है तो, चल रहा है के रूप में, और बट प्रतिरोध में बाधाओं पर काबू पाने के लिए अनुमति देता है।

रेल तापमान में परिवर्तन के साथ इसकी लंबाई को बदल नहीं सकते हैं, तो यह थर्मल तनाव, जो या तो खिंचाव या यह सेक कर सकते हैं बढ़ जाती है। इस घटना हूक के नियम द्वारा वर्णित है।