9 مثال على التمدد الحراري: تفسيرات مفصلة


في هذه المقالة سيتم مناقشة "مثال التمدد الحراري" مع شرح مفصل. مثال التمدد الحراري هو استخدام لمادة عندما تتمدد بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو درجة حرارة منخفضة.

9+ مثال على التمدد الحراري مذكور أدناه ،

موازين الحرارة: -

ميزان الحرارة هو مثال على الحرارية توسع. يساعدنا مقياس الحرارة في قياس مقدار درجة الحرارة أو التدرج الحراري للنظام. يستخدم مقياس الحرارة في العديد من الأغراض مثل البحث العلمي أو مجال التصنيع أو ممارسة الطب في قطاع السيارات وغيرها الكثير. مقياس الحرارة عبارة عن أنبوب مصنوع من مادة زجاجية عندما يوضع مقياس الحرارة في مادة ساخنة ، يأخذ السائل الداخلي درجة الحرارة ويزيد حجمها. في جسم الترمومتر يقسم المقياس بالتساوي. عندما يرتفع السائل الداخلي بسهولة يمكننا فهم درجة حرارة المادة.

مثال على التمدد الحراري
صورة - ميزان حرارة
حقوق الصورة - ويكيميديا ​​كومنز

فك الأغطية الضيقة: -

في بعض الأحيان ، يمكن أن يواجه غطاء جرة محكم للغاية لهذه الصعوبة فتح الغطاء. نعلم جميعًا أنه عندما يتم إنتاج التمدد في مادة ما ، فإن الوقت يزيد من حجمها وطولها. لذلك ، تواجه صعوبة في فتح الغطاء إذا تم تسخينه ثم يتم توسيع مساحته ويسهل فتحه.

صورة - إزالة الجفن الأيمن من الجرة ؛
حقوق الصورة - snappygoat.com

شريط ثنائي المعدن:-

الشريط ثنائي المعدن هو جهاز يقوم بتحويل درجة الحرارة إلى إزاحة ميكانيكية. شريط ثنائي المعدن يحتوي على نوعين مختلفين نوع المعدن والعمل على مبدأ التمدد الحراري. في الشريط المعدنين يتم توسيع معدنين باختلاف درجات الحرارة.

صورة - شرائط ثنائية المعدن ؛
حقوق الصورة - ويكيميديا ​​كومنز

الأنواع:

شرائح ثنائية المعدن مصنفة في قسمين ،

نوع الشريط الحلزوني:

تحتوي الشرائط ثنائية المعدن من نوع الشريط اللولبي على هيكل حلزوني كما هو الحال في ذلك ، يتم إضافة مؤشر وبالتالي يمكن للمؤشر قياس درجة الحرارة. عندما يتم تسخين هيكل شكل الزنبرك ، أظهرت المعادن خاصية التمدد الحراري وتشوه هيكل شكل الزنبرك عندما تنخفض درجة الحرارة. في هذه الفترة يتم تسجيل المقياس مقدار درجة الحرارة. عادة بمساعدة شرائط ثنائية المعدن من نوع الشريط الحلزوني يمكننا تسجيل درجة حرارة البيئة المحيطة.

النوع الحلزوني:

شرائط ثنائية المعدن من النوع الحلزوني تحتوي على هيكل حلزوني كما هو الحال في إضافة مؤشر وبالتالي يمكن للمؤشر قياس درجة الحرارة. عندما يتم تسخين هيكل الشكل الحلزوني ، أظهرت المعادن خاصية التمدد الحراري والتعاقدات على التبريد. في هذه الفترة يتم تسجيل المقياس مقدار درجة الحرارة. عادة بمساعدة شرائط ثنائية المعدن من نوع الشريط الحلزوني يمكننا تسجيل درجة حرارة التطبيقات الصناعية.

مزايا الشرائط ثنائية المعدن:

  • اقل تكلفة
  • قوي
  • سهل الاستخدام
  • لا حاجة لقوة خارجية
  • أعط الدقة بين ± 2 إلى 5

مساوئ الشرائط ثنائية المعدن:

  • درجة الحرارة المنخفضة لا تعمل بشكل صحيح.
  • قياس يصل إلى 4000 درجة مئوية

تطبيق:

التثبيت: -

التثبيت هو العمل على أساس التمدد الحراري. التثبيت هو قفل ميكانيكي ثابت. مسامير مصنوعة من الألمنيوم أو الفولاذ وتستخدم لربط القطع المعدنية. تحتوي مفاصل النهر على مسدس ودبوس برشام ويُعرف التشغيل باستخدام البرشام باسم التثبيت.

صورة - برشام
حقوق الصورة - ويكيميديا ​​كومنز

الأنواع:

أنواع مفاصل البرشام هي،

  1. برشام رأس زر
  2. انضم إلى النشرة الإخبارية لدينا
  3. برشام الحزام
  4. برشام جوفاء
  5. برشام بناء الغلاية برشام متفجر

الثرموستات: -

يعمل الثرموستات على أساس التمدد الحراري. الثرموستات هي آلة يمكننا بواسطتها اكتشاف مقدار التغيرات في درجات الحرارة. يستخدم منظم الحرارة في الصمامات والمفاتيح والمرحلات وغيرها الكثير.

الترموستات هو جهاز يعمل على غرضين أحدهما للقياس والآخر للتحكم في الوظيفة.

صورة - ترموستات
حقوق الصورة - snappygoat.com

تشققات تظهر في الطرق: -

التشققات التي تظهر في الطرق هي مثال آخر على التمدد الحراري. تحدث التشققات في الطريق بشكل رئيسي في فترة الظهيرة الحارة عندما ترتفع درجة الحرارة بشكل كبير. ترتفع درجة الحرارة في المناطق المحيطة عن 90 درجة ويظهر غلاف وإبزيم.

صورة - شقوق تظهر في القضيب ؛ حقوق الصورة - ويكيميديا ​​كومنز

فواصل التمدد:-

مفصل التوسع هو مثال على نوع الخوار جهاز. تستخدم وصلات التمدد بشكل أساسي لامتصاص التمدد الحراري. وبهذه الطريقة يتم عمل فواصل التمدد وبالتالي يمكنها الإمساك بالأجزاء وتماسكها عند أخذ التمدد الناتج عن درجة الحرارة والاهتزاز وأيضًا بناء مواد البناء بأمان.

تستخدم فواصل التمدد في خطوط السكك الحديدية والأرصفة والمباني والسفن ونظام الأنابيب والجسور.

صورة - وصلات التمدد ،
حقوق الصورة - ويكيميديا ​​كومونs

تحتاج النوافذ ذات الإطار المعدني إلى مطاط: -

الآن في المباني أو نوافذ البناء الأخرى مصنوعة من المعدن. في هذه النوافذ يحدث تمدد حراري لهذا السبب بالذات يتم استخدام المطاط خارج إطار النافذة. المطاط ليس جيدًا للموصل الحراري لهذا السبب يمكن منع التمدد الحراري وسيبقى الإطار في موضعه الصحيح دون أي ضرر.

احترار اطار السياره: -

عندما يتم تشغيل السيارة لمسافة طويلة في ذلك الوقت ، يصبح إطار السيارة دافئًا ويظهر التمدد الحراري. تلعب الحرارة دورًا حيويًا في تدفئة إطارات السيارة. عندما تزداد الحرارة ، يزداد الضغط الداخلي أيضًا لهذا السبب ترتفع درجة الحرارة أيضًا.

الأسئلة المتكررة: -

سؤال: - اشرح معامل التمدد الحراري للمادة.

المحلول: - معامل التمدد الحراري هو في الواقع حالة فيزيائية للمادة لتغيير مساحتها وشكلها وكثافتها وحجمها في ظل تغير درجة الحرارة. التمدد الحراري لا يشمل انتقالات الطور. وحدة التمدد الحراري للنظام الدولي للوحدات هي لكل كلفن.

معادلة معامل التمدد الحراري هي

أين،

∝ = معامل التمدد الحراري للمادة الغازية

V = حجم المادة الغازية

T = درجة حرارة المادة الغازية

P = ضغط المادة الغازية

لمادة غازية مثالية 1 مول بشكل خاص PV = RT ،

أين،

∝ = R / PV = 1 / T.

أنواع معامل التمدد الحراري:

يمكن تقسيم معامل التمدد الحراري إلى ثلاثة أقسام ،

  • معامل التمدد الخطي
  • معامل تمدد المنطقة
  • معامل التمدد الحجمي

معامل التمدد الخطي: -

يمكن تفسير معامل التمدد الخطي على أنه تغيير في الطول بسبب درجة الحرارة.

يمكن كتابة معامل التمدد الخطي على النحو التالي ،

أين،

ΔL = تغيير في الطول

L0= الطول الأصلي

∝ = معامل تمدد الطول

L = الطول الموسع

Δ T = فرق درجة الحرارة

معامل تمدد المنطقة: -

يمكن تفسير معامل تمدد المنطقة على أنه تغيير المنطقة بسبب درجة الحرارة.

يمكن كتابة معامل تمدد المنطقة على النحو التالي ،

أين،

ΔA = تغيير في المنطقة

A0= المنطقة الأصلية

∝ = معامل تمدد المنطقة

أ = منطقة موسعة

Δ T = فرق درجة الحرارة

معامل تمدد الحجم: -

يمكن تفسير معامل التمدد الحجمي على أنه تغيير الحجم بسبب درجة الحرارة.

يمكن كتابة معامل التمدد الحجمي

أين،

Δ V = تغيير في الحجم

V0 = الحجم الأصلي

∝ = معامل تمدد الحجم

V = حجم موسع

ΔT = فرق درجة الحرارة

سؤال: -

يستخدم Rup قضيبًا يوميًا أو لغرض البستنة ، وفي يوم من الأيام نسي إحضار القضيب إلى منزله. يبلغ طول القضيب 10 أمتار عند درجة حرارة 39 درجة مئوية. بعد نسيان القضيب أصبح طول القضيب 15 مترًا وهذه المرة كانت درجة الحرارة 35 درجة مئوية.

حدد الآن معامل التمدد الحراري للقضيب.

المحلول: - البيانات المعطاة هي ،

التغيير في الطول ΔL = (15-10) متر = 5 متر

الطول الأصلي L.0 = 10 متر

 معامل تمدد الطول ∝ =؟

الطول الموسع L = 15 متر

فرق درجة الحرارة Δ T = (39-35) درجة مئوية = 4 درجات مئوية

درجة الحرارة المطلقة = T = (273 + 4) K = 278 K

يستخدم Rup قضيبًا يوميًا أو لغرض البستنة ، وفي يوم من الأيام نسي إحضار القضيب إلى منزله. يبلغ طول القضيب 10 أمتار عند درجة حرارة 39 درجة مئوية. بعد نسيان القضيب أصبح طول القضيب 15 مترًا وهذه المرة كانت درجة الحرارة 35 درجة مئوية.

معامل التمدد الحراري للقضيب 17 × 10 -4 K -1

إندراني بانيرجي

مرحباً .. أنا إندراني بانيرجي. أكملت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. أنا شخص متحمس وأنا شخص إيجابي حول كل جانب من جوانب الحياة. أحب قراءة الكتب والاستماع إلى الموسيقى. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/indrani-banerjee-2487b4214

آخر المقالات