Nws paub tias nyob rau hauv qhov cuam tshuam ntawm cov khoom cua sov ua kom lawv txoj kev chaotic. Yog tias koj rhaub cov roj, ces cov molecules uas ua rau nws yuav tsuas tawg ntawm ib leeg. Cov kua rhuab yuav thawj zaug hauv ntim, thiab tom qab ntawd pib evaporate. Yuav ua li cas rau cov khib nyiab? Tsis yog txhua tus ntawm lawv tuaj yeem hloov nws lub xeev ntawm kev sib sau.
Thermal expansion definition
Thermal expansion yog qhov hloov pauv ntawm qhov loj thiab cov duab ntawm lub cev nrog qhov hloov pauv ntawm qhov kub thiab txias. Ua lej, nws muaj peev xwm xam cov volumetric expansion coefficient, uas ua rau nws muaj peev xwm kwv yees tus cwj pwm ntawm gases thiab kua nyob rau hauv hloov lwm yam tej yam kev mob. Txhawm rau kom tau txais cov txiaj ntsig zoo ib yam rau cov khib nyiab, cov coefficient ntawm linear expansion yuav tsum raug coj mus rau hauv tus account. Physicists tau sau tag nrho seem rau qhov kev tshawb fawb no thiab hu ua nws dilatometry.
Engineers thiab architects xav tau kev paub txog kev coj tus cwj pwm ntawm cov khoom sib txawv nyob rau hauv kev cuam tshuam ntawm qhov kub thiab txias rau kev tsim cov tsev, tso txoj kev thiab cov kav dej.
Gas expansion
Thermalexpansion ntawm gases yog nrog los ntawm expansion ntawm lawv ntim nyob rau hauv qhov chaw. Qhov no tau pom los ntawm cov kws tshawb fawb ntuj thaum ub, tab sis tsuas yog cov kws tshawb fawb niaj hnub no tau tswj hwm los tsim kev suav lej.
Ua ntej tshaj plaws, cov kws tshawb fawb tau xav txog kev nthuav dav ntawm huab cua, raws li nws zoo li lawv ua tau haujlwm. Lawv tau nqis mus ua lag luam mob siab rau kom lawv tau txais txiaj ntsig zoo sib xws. Lawm, lub zej zog kev tshawb fawb tsis txaus siab rau qhov tshwm sim. Qhov tseeb ntawm qhov ntsuas yog nyob ntawm seb tus pas ntsuas kub tau siv, qhov siab, thiab ntau yam ntawm lwm yam. Qee tus kws kho mob tau tuaj txog qhov xaus tias qhov nthuav dav ntawm cov pa roj tsis yog nyob ntawm kev hloov pauv ntawm qhov kub thiab txias. Los yog qhov kev quav tshuaj no tsis tiav…
Ua haujlwm los ntawm D alton thiab Gay-Lussac
Physicists tseem yuav sib cav mus txog thaum lawv hnov los yog yuav tsum tau tso tseg kev ntsuas yog tias tsis yog rau John D alton. Nws thiab lwm tus kws kho mob, Gay-Lussac, muaj peev xwm ntawm nws tus kheej tau txais cov txiaj ntsig kev ntsuas tib lub sijhawm.
Lussac sim nrhiav qhov laj thawj rau ntau qhov sib txawv thiab pom tias qee yam ntawm cov khoom siv thaum lub sijhawm sim muaj dej. Lawm, nyob rau hauv cov txheej txheem ntawm cua sov, nws tig mus rau hauv chav thiab hloov tus nqi thiab muaj pes tsawg leeg ntawm cov kawm gases. Yog li ntawd, thawj qhov uas tus kws tshawb fawb tau ua yog kom qhuav tag nrho cov cuab yeej uas nws siv los ua qhov kev sim, thiab tshem tawm txawm tias qhov tsawg kawg nkaus ntawm cov dej noo los ntawm cov pa hauv kev kawm. Tom qab tag nrho cov kev hloov pauv no, thawj ob peb qhov kev sim ua kom ntseeg tau ntau dua.
D alton daws qhov teeb meem no ntev duanws cov npoj yaig thiab luam tawm cov txiaj ntsig thaum pib ntawm xyoo pua 19th. Nws qhuav huab cua nrog sulfuric acid vapor thiab ces rhuab nws. Tom qab kev sim ntau dhau lawm, John tuaj txog qhov xaus tias tag nrho cov pa roj thiab chav nthuav dav los ntawm qhov sib txawv ntawm 0.376. Lussac tau txais tus lej 0.375. Qhov no tau los ua cov txiaj ntsig ntawm txoj kev tshawb no.
Elasticity ntawm dej vapor
Lub thermal expansion ntawm gases nyob ntawm lawv elasticity, uas yog, muaj peev xwm rov qab mus rau lawv cov qub ntim. Ziegler yog thawj zaug tshawb xyuas qhov teeb meem no nyob rau nruab nrab ntawm lub xyoo pua kaum yim. Tab sis cov txiaj ntsig ntawm nws qhov kev sim sib txawv ntau dhau. Cov ntaub ntawv txhim khu kev qha ntau dua tau txais los ntawm James Watt, uas siv lub cauldron rau qhov kub thiab txias thiab ntsuas qhov ntsuas kub tsawg.
Thaum kawg ntawm lub xyoo pua 18th, Fabkis tus kws kho mob Prony tau sim muab ib qho qauv qhia uas yuav piav qhia txog qhov elasticity ntawm cov pa roj carbon monoxide, tab sis nws tau dhau los ua qhov nyuaj thiab nyuaj rau siv. D alton txiav txim siab los sim tag nrho cov kev suav empirically, siv lub siphon barometer rau qhov no. Txawm hais tias qhov ntsuas kub tsis zoo ib yam hauv txhua qhov kev sim, cov txiaj ntsig tau raug heev. Yog li ntawd nws thiaj luam tawm lawv ua ib lub rooj nyob rau hauv nws phau ntawv physics.
Evaporation theory
Lub thermal expansion ntawm gases (raws li lub cev txoj kev xav) tau hloov ntau yam. Cov kws tshawb fawb tau sim nkag mus rau hauv qab ntawm cov txheej txheem los ntawm cov khoom siv hluav taws xob. Ntawm no dua, tus paub zoo physicist D alton txawv nws tus kheej. Nws xav hais tias txhua qhov chaw yog saturated nrog roj vapor, tsis hais seb nws puas muaj nyob rau hauv lub reservoir.(chav) lwm yam roj los yog chav. Yog li, nws tuaj yeem xaus lus tias cov kua yuav tsis evaporate tsuas yog los ntawm kev sib cuag nrog huab cua.
Lub siab ntawm cov huab cua nyob rau saum npoo ntawm cov kua ua rau qhov chaw nruab nrab ntawm cov atoms, rhuav tshem lawv sib nrug thiab evaporating, uas yog, nws pab tsim cov chav. Tab sis lub ntiajteb txawj nqus tseem ua rau cov vapor molecules, yog li cov kws tshawb fawb tau suav tias atmospheric siab tsis muaj kev cuam tshuam rau cov kua evaporation.
Kev nthuav tawm cov kua dej
Lub thermal expansion ntawm cov kua tau tshawb xyuas nyob rau tib lub sijhawm nrog kev nthuav dav ntawm cov pa roj. Tib cov kws tshawb fawb tau koom nrog kev tshawb fawb txog kev tshawb fawb. Ua li no, lawv siv cov ntsuas kub, ntsuas aerometers, sib txuas cov hlab ntsha thiab lwm yam cuab yeej.
Txhua qhov kev sim ua ke thiab txhua qhov sib cais tsis lees paub D alton txoj kev xav tias cov kua homogeneous nthuav dav hauv qhov piv rau square ntawm qhov kub thiab txias uas lawv tau rhaub. Yog lawm, qhov kub thiab txias ntau dua, qhov ntim ntawm cov kua ntau dua, tab sis tsis muaj kev sib raug zoo ntawm nws. Yog lawm, thiab qhov nthuav dav ntawm txhua cov kua sib txawv.
Lub thermal expansion ntawm dej, piv txwv li, pib ntawm xoom degrees Celsius thiab txuas ntxiv thaum kub poob. Yav dhau los, cov txiaj ntsig ntawm kev sim tau cuam tshuam nrog qhov tseeb tias nws tsis yog dej nws tus kheej nthuav dav, tab sis lub thawv uas nws nyob hauv qhov nqaim. Tab sis qee lub sij hawm tom qab, tus kws kho mob Deluca txawm li cas los xij tuaj rau qhov xaus tias qhov ua rau yuav tsum tau nrhiav hauv cov kua nws tus kheej. Nws txiav txim siab mus nrhiav qhov kub thiab txias ntawm nws qhov ceev tshaj plaws. Txawm li cas los xij, nws tsis ua tiav vim tsis saib xyuasqee cov ntsiab lus. Rumforth, uas kawm txog qhov tshwm sim no, pom tias qhov siab tshaj plaws ntawm cov dej tau pom nyob rau hauv thaj tsam ntawm 4 txog 5 degrees Celsius.
Thermal expansion of body
Nyob rau hauv cov khib nyiab, lub ntsiab ntawm kev nthuav dav yog qhov hloov pauv ntawm qhov amplitude ntawm kev vibrations ntawm cov siv lead ua lattice. Hauv cov lus yooj yooj yim, cov atoms uas tsim cov khoom siv thiab sib txuas nrog ib leeg pib "tshaib plab."
Txoj cai ntawm thermal expansion ntawm lub cev yog tsim raws li hauv qab no: ib lub cev nrog ib tug linear loj L nyob rau hauv cov txheej txheem ntawm cua sov los ntawm dT (delta T yog qhov txawv ntawm qhov pib kub thiab qhov kawg kub), expands los ntawm dL (delta L yog derivative ntawm coefficient ntawm linear thermal expansion los ntawm cov khoom ntev thiab qhov kub thiab txias sib txawv). Qhov no yog qhov yooj yim version ntawm txoj cai no, uas los ntawm lub neej ntawd yuav siv sij hawm mus rau hauv tus account tias lub cev expands nyob rau hauv tag nrho cov lus qhia ib zaug. Tab sis rau kev ua hauj lwm, siv ntau ntau cumbersome xam, vim hais tias nyob rau hauv kev muaj tiag cov ntaub ntawv coj txawv txawv los ntawm cov qauv ntawm physicists thiab lej.
Thermal expansion of the rail
Physic engineers yeej ib txwm koom nrog hauv kev teeb tsa txoj kev tsheb ciav hlau, vim lawv tuaj yeem suav tau tias yuav tsum nyob deb npaum li cas ntawm cov tsheb ciav hlau sib txuas kom cov lem tsis deform thaum cua sov lossis txias.
Raws li tau hais los saum toj no, thermal linear expansion yog siv tau rau txhua qhov khib nyiab. Thiab txoj kev tsheb ciav hlau tsis muaj qhov zam. Tab sis muaj ib qho kev nthuav dav. linear hloovywj pheej tshwm sim yog tias lub cev tsis cuam tshuam los ntawm kev sib txhuam ntawm lub zog. Cov ntsia hlau yog nruj nreem txuas rau cov neeg pw tsaug zog thiab welded rau cov kab uas nyob ib sab, yog li txoj cai uas piav qhia txog qhov kev hloov ntawm qhov ntev yuav siv sij hawm mus rau hauv tus account lub overcoming ntawm obstacles nyob rau hauv daim ntawv ntawm linear thiab pob tw resistances.
Yog tias txoj kev tsheb ciav hlau tsis tuaj yeem hloov nws qhov ntev, tom qab ntawd nrog kev hloov pauv ntawm qhov kub thiab txias, kev ntxhov siab thermal nce hauv nws, uas tuaj yeem ncab thiab ua rau nws. Qhov tshwm sim no tau piav qhia los ntawm Hooke's Law.
