Gyakorlati lecke № 8
Témát. A "szilárd anyagok tulajdonságai" témakörrel kapcsolatos problémák megoldása
Példák a problémák megoldására a diákok számára a megoldás legfontosabb problémáinak és módszereinek bemutatása.
Először is, úgy gondoljuk, hogy az atomok kölcsönhatásának erői szilárdak. Megmagyarázzák az atom potenciáljának és az atomok kölcsönhatásának erőssége közötti kapcsolatot. A lineáris és a térfogatnövelő együtthatók fogalmai bevezetésre kerülnek. Meg kell vitatni a hőtágulás figyelembe vételét az építési, szállítási és gépgyártási problémák megoldásában.
MINŐSÉGI KÉRDÉSEK
1. Miért vannak szilárd állapotú atomok egymástól jól meghatározott távolságra?
2. Hogyan lehet megmagyarázni a testek tágulását fűtött állapotban?
3. Mi a lineáris terjeszkedés együtthatója?
4. Mi a volumetrikus terjeszkedés együtthatója?
5. Mi a kapcsolat a lineáris és a térfogatnövelés koefficiensei között?
Példák a problémamegoldásra
Probléma 1. hatása alatt a felfüggesztett teher rézhuzal átmérője 4 mm volt, ugyanaz a kiterjedése, mint amikor melegítjük 20 ° C-on Find rakomány súlya. Réz esetében: a = 1,6 × 10 -6 K -1; E = 10 × 10 10 Pa.
A huzal által a terhelés súlya alatt kapott nyúlás: a nyúlás, amit a drót megtapasztal. A feltétellel. akkor;
Probléma 2. Iron vonal 15 ° C-on egy 1 m hosszú. Hossz sok változás vonalat, míg a hűtés -35 ° C? a = 1,2 × 10 -6 K -1.
A lineáris terjeszkedés törvénye szerint
ahol: - a vonalzó hossza hőmérsékletének hűtése után; a a vas vasalódási együtthatója.
Ezután megváltoztatja a vonalzó hosszát
Ha megtaláljuk (1) és a kifejezést (3) helyezzük el, akkor megkapjuk
Tekintettel erre. a kifejezés (4) körülbelül a formában írható
Válasz. 6 × 10 -4 m.
3. probléma A rézvezetéket, amelyet ° C-ra melegítünk, két fix fal között húzódik. Milyen hőmérséklet lehűlését, megtöri a huzal (feltételezzük, hogy Hooke-törvény érvényes, amíg a szünet drót)? A réz erejének határértéke Pa. A Young modulus E = 10 × 10 10 Pa, K -1.
Hooke törvénye a nyújtás deformálódására:
ahol - a huzal meghosszabbodása fűtött állapotban; - eredeti hossza; E a Young modulus; s a feszültség.
A huzal megszakításához szükség van rá. hol a végső erő. Így,
Hűtött állapotban a huzal hossza változik a törvénynek megfelelően
hol van a huzalhossza ° C-on?
Az (1) és a (2) jobboldali oldalaival egyenlővé válik
A hőmérséklet, amelynél a vezeték megszakad
4. probléma A vasaló melegítése 1.68 MJ hőmennyiséget fogyasztott. Hogyan változott meg a bár mennyisége? -1-ig.
A térfogatnövelés törvénye szerint. ahonnan
Itt van a vas térfogatnövelő együtthatója, ahol a a lineáris terjeszkedés együtthatója.
A sáv DT-n való melegítéséhez szükséges hőmennyiség egyenlő
ahonnan. Mivel a súlya a sáv. az
A sáv hangerejének megváltoztatása
A független munka elvégzése
1. Watch fémes inga rohanás egy nap hőmérsékleten C és késleltetett órán át S. Find hőmérsékleten lineáris hőtágulási együtthatója az inga fém, tekintettel arra, hogy az időszak az oszcilláció az inga (l - inga hossza, g - a nehézségi gyorsulás ).
Megjegyzés. meg kell találni a különböző hőmérsékleti időszakok arányát.
2. A vas tartály 50 liter kerozint tartalmaz 0 ° C-on. Hány kerozin öntik ki a tartályból, ha 20 ° C-os szobába kerül?
Kerozin sűrűsége ° C kg / m 3 -nál.
A kerozin volumetrikus kiterjedésének koefficiense.
Vékonyréteg lineáris terjeszkedésének együtthatója.
3. acélgerenda van rögzítve két fal között 10 ° C-on, amit kényszeríteni a végén a gerendák nyomást fognak gyakorolni a falakon hőmérsékleten 35 ° C?
A gerenda keresztmetszete cm 2.
Az acél rugalmassági modulusa,
4. ° C hőmérsékleten az üveghenger m = 100 g higanyt tartalmaz. C ° -on a ballon m = 99,7 g higanyt tartalmaz. (Mindkét esetben a higanyhőmérsékletet megegyezik a henger hőmérsékletével.) Keresse meg az üveg lineáris terjeszkedésének hőmérsékleti tényezőjét, figyelembe véve a higany K-1 térfogatnövelő hömérsékletének együtthatóját.
hol van az üveg térfogat-kiterjedésének együtthatója.
5. Mit hosszúságúnak kell lennie réz és acél rudak át 0 ° C és bármilyen hőmérsékleten acél rúd hosszabb, mint a réz, hogy?
A lineáris terjeszkedés együtthatói K-1. réz - K-1.