„Hőtágulás” változatai közötti eltérés
[nem ellenőrzött változat] | [nem ellenőrzött változat] |
→Térfogati hőtágulás: Kurzív betű |
|||
25. sor: | 25. sor: | ||
==== Térfogati hőtágulás ==== |
==== Térfogati hőtágulás ==== |
||
Ha egy <big>''α''</big> lineáris hőtágulási tényezővel rendelkező anyagú <big><math>V_0</math></big> térfogatú test hőmérséklete <big><math>T_0</math></big>, akkor <big><math>\Delta T= |
Ha egy <big>''α''</big> lineáris hőtágulási tényezővel rendelkező anyagú <big><math>V_0</math></big> térfogatú test hőmérséklete <big><math>T_0</math></big>, akkor <big><math>\Delta T=T_\mathrm k-T_0</math></big> hőmérsékletváltozás hatására a térfogata: |
||
:<math>V_\mathrm k=V_0 (1+\alpha\Delta T)^3=A_0 (1+3\alpha\Delta T+2\alpha^2\Delta T^2+\alpha^3\Delta T^3)\,</math><br> |
:<math>V_\mathrm k=V_0 (1+\alpha\Delta T)^3=A_0 (1+3\alpha\Delta T+2\alpha^2\Delta T^2+\alpha^3\Delta T^3)\,</math><br> |
||
lesz. Az <big>''α''</big> értékéből adódóan a <big>2''α''<sup>2</sup>Δ''T''<sup>2</sup></big>, illetve az <big>''α''<sup>3</sup>Δ''T''<sup>3</sup></big> tag értéke elhanyagolhatóan kicsi, ezért:<br> |
lesz. Az <big>''α''</big> értékéből adódóan a <big>2''α''<sup>2</sup>Δ''T''<sup>2</sup></big>, illetve az <big>''α''<sup>3</sup>Δ''T''<sup>3</sup></big> tag értéke elhanyagolhatóan kicsi, ezért:<br> |
A lap 2007. szeptember 8., 23:42-kori változata
Hőtágulásnak nevezzük azt a fizikai jelenséget, amikor valamely anyag hő hatására méretét megváltoztatja. Melegítéskor az anyagok általában tágulnak, mégpedig a változással egyenes arányban, anyagra jellemző állandó a hőtágulási együttható. Ez alól kivétel, ha halmazállapotváltozás történik, illetve néhány speciális, vagy bomlékony anyag zsugorodik (negatív hőtágulás). Léteznek kerámiák, és fémötvözetek, melyek nem változtatják egyáltalán a méretüket.
Összefüggések
Az anyagtudomány három kategóriát határoz meg: A polimerek tízszer jobban tágulnak, mint a fémek, amik megelőzik a kerámiákat.
Szilárd testek hőtágulása
A szilárd testek hőtágulási tényezője függ az anyagi minőségtől.
Lineáris(vonalas) hőtágulás
Ha egy α lineáris hőtágulási tényezővel rendelkező hosszúságú test hőmérséklete , akkor hőmérsékletváltozás hatására a hossza:
lesz.
Lineáris hőtágulási tényező: , mértékegység:
Felületi hőtágulás
Ha egy α lineáris hőtágulási tényezővel rendelkező felületű test hőmérséklete , akkor hőmérsékletváltozás hatására a felülete:
lesz. Az α értékéből adódóan az α2ΔT2 tag értéke elhanyagolhatóan kicsi, ezért:
Térfogati hőtágulás
Ha egy α lineáris hőtágulási tényezővel rendelkező anyagú térfogatú test hőmérséklete , akkor hőmérsékletváltozás hatására a térfogata:
lesz. Az α értékéből adódóan a 2α2ΔT2, illetve az α3ΔT3 tag értéke elhanyagolhatóan kicsi, ezért:
Folyadékok hőtágulása
A folyadékoknak nincsen állandó alakjuk, így velük kapcsolatban csak térfogati hőtágulásról beszélhetünk. Néhány folyadéknak a hőtágulása nemcsak az anyagi minőségtől, hanem a hőmérséklettől is függ, azonban a legtöbb esetben ettől eltekinthetünk.
Térfogati hőtágulási együttható: , mértékegység:
Egy β hőtágulási tényezőjű, kezdeti hőmérsékletű, kezdeti térfogatú folyadék ΔT hőmérsékletváltozás hatására:
térfogatú lesz.
Gázok hőtágulása
A gázokkal kapcsolatban nyomásváltozásról beszélünk, ha a hőközlés állandó térfogatú (izochór)folyamatban, zárt térben lévő gázzal történik (Gay-Lussac-törvény).
Ha viszont a hőközlés állandó nyomású rendszerrel történik akkor gázoknál is térfogati hőtágulásról beszélünk. Ilyen vizsgálatokat elsőként Jacques Charles és Joseph Louis Gay-Lussac végzett. Munkásságuk nyomán tudjuk, hogy a hőtágulás értéke tökéletes gázok esetében az anyagminőségtől függetlenül konstans.
Ha α-val jelöljük a gázok hőtágulási tényezőjét, akkor a térfogatú gáz ΔT hőmérsékletváltozás hatására t hőmérsékleten:
térfogatú lesz.
- α = 1/273,15 1/K.