У фізиці термальне Розширення-це явище зміни розмірів тіла під впливом зміни температури. Коефіцієнт об'ємного розширення матеріалу-це величина, яка характеризує ступінь зміни обсягу тіла при зміні температури на одиницю. Коефіцієнт об'ємного розширення є важливим параметром при проектуванні та використанні різних матеріалів.
Одним з поширених матеріалів, що застосовуються у виробництві інструментів і вимірювальних приладів, є сталь. Сталеві мірники широко використовуються в різних галузях, включаючи машинобудування, будівництво, металургію та інші. При роботі зі сталевими мірниками необхідно враховувати їх термічне розширення, щоб забезпечити точність вимірювань.
Коефіцієнт об'ємного розширення стали залежить від її складу і температурного діапазону. Зазвичай для сталей коефіцієнт об'ємного розширення становить близько 10-6 1 / град. Це означає, що кожен метр кубічний сталі змінить свій обсяг на 10-6 метра кубічного при зміні температури на одну градусну одиницю.
Коефіцієнт об'ємного розширення сталевого мірника
Для сталевого мірника коефіцієнт об'ємного розширення зазвичай становить близько 1,2 * 10^-5 1/град. Величина даного коефіцієнта говорить про те, що при кожній зміні температури на 1 градус мірник буде розширюватися на 1,2 * 10^-5 одиниць обсягу.
Знання коефіцієнта об'ємного розширення дозволяє врахувати зміну обсягу мірника при його експлуатації при різних температурах. Це особливо важливо для точних вимірювань, де навіть невеликі зміни розмірів можуть суттєво вплинути на результати вимірювань.
Для обліку впливу температури на обсяг мірника можна використовувати наступну формулу:
V2 = V1 * (1 + α * (T2 - T1)),
де V1-початковий об'єм мірника, V2-кінцевий об'єм мірника, α-коефіцієнт об'ємного розширення, T1-початкова температура, T2-кінцева температура.
Таким чином, знаючи початковий обсяг мірника і його коефіцієнт об'ємного розширення, можна оцінити зміну його обсягу при зміні температури і врахувати це при проведенні вимірювань.
| Матеріал | Коефіцієнт об'ємного розширення (1 / град) |
|---|---|
| Сталь | 1,2 * 10^-5 |
Визначення коефіцієнта об'ємного розширення
Для визначення коефіцієнта об'ємного розширення необхідно знати початковий об'єм речовини V0, кінцевий об'єм V при зміні температури на ΔT градусів Цельсія і температурний коефіцієнт лінійного розширення α. Формула для розрахунку коефіцієнта об'ємного розширення виглядає наступним чином:
Де α = ΔL / (L0 · ΔT), L0 - довжина початкового стану речовини, ΔL - зміна довжини, ΔT - зміна температури.
Після визначення значення коефіцієнта об'ємного розширення, його використовують для вирішення різних завдань у фізиці, термодинаміці, інженерії та інших областях науки і техніки.
Розрахунок коефіцієнта об'ємного розширення сталевого мірника
Розрахунок коефіцієнта об'ємного розширення сталевого мірника можна виконати з використанням наступної формули:
α = (V2 - V1) / (V1 * (t2 - t1))
де α-коефіцієнт об'ємного розширення, V1-початковий об'єм сталевого мірника, V2-кінцевий об'єм сталевого мірника, T1 - початкова температура сталевого мірника, T2-кінцева температура сталевого мірника.
Для розрахунку коефіцієнта об'ємного розширення сталевого мірника необхідно знати початковий і кінцевий обсяг мірника, а також початкову і кінцеву температуру. Обсяги можна виміряти за допомогою градуйованої шкали на мірнику, а температури - за допомогою термометра. Також потрібно знати значення коефіцієнта лінійного розширення стали, які можна знайти в довідниках.
Розрахунок коефіцієнта об'ємного розширення сталевого мірника дозволяє отримати дані про те, наскільки зміниться обсяг мірника при зміні температури. Ці дані можуть бути корисними при вимірюваннях і розрахунках, щоб врахувати ефект зміни обсягу мірника в залежності від температури.