Жылуулуктан кеңейүү
|
|
Жабдуулар:
- Жылуулуктан
кеңейүү
аппараты:
- узундугу 70
cm ден
ашык болгон
таяныч;
- циферблаттуу
микрометр;
-
термистор;
-сырткы диаметри
1,56 cm, сыртындагы
туташтыргычтардын
диаметри
0,63 cm болгон, термисторду
бекитүү
үчүн бурамасы
бар үч
металл түтүгү
(болот, жез
(98,5% СU, 0,5% Te) жана
алюминий (98,9% Al, 0,7% Mg, 0,4%Si);
- буу
генератору;
- секундомер;
- омметр;
-
түтүктөн конденсирленип
агып чыккан
сууну тосуу
үчүн идиш.
Максат: Жез,
болот жана
алюминийдин
сызыктуу
кеңейүү коэффициенттерин
тажрыйба жүзүндө
аныктоо
Катуу
нерселердин
жылуулуктан
кеңейиши баарыбызга
белгилүү.
Ысытуудан
катуу
нерселердин бөлүкчөлөрүнүн
тең
салмактуу
абалынын аймагындагы
термелүүсү
күчөп,
амплитудасы
чоңоет. Ар
бир
бөлүкчөнүн
термелүүсү
ар кандай
багытта жана
ар башка
фазада болгондуктан,
нерселердин
кеңейүүсүн
түздөн түз
амплитуданын
чоңоюшу
менен
байланыштыруу
туура эмес.
Амплитуданын
чоңоюшу
бөлүкчөлөрдү
бир-бирине
көбүрөөк
жакын
келишине
шарт түзөт.
Ал
бөлүкчөлөрдүн
ортосундагы
түртүшүү күчүнүн
чоңоюшуна
алып келет.
Ысытуу менен
катуу
нерселердин
бөлүкчөлөрүнүн
ортосундагы
тартышуу
күчүнө
караганда
түртүшүү
күчү
тезирээк
чоңоюп,
бөлүкчөлөрдүн
ортосундагы
тең
салмактуулук
аралыгынын
чоңоюшуна
себепчи
болот.
Бөлүкчөлөрдүн
орточо
аралыгынын
чоңоюшу
нерсенин
көлөмүнүн
чоңоюшуна себеп
болору
шексиз.
Температуранын
жогорулашы
бөлүкчөлөрдүн
кыймыл
энергиясын чоңойтот.
Кыймыл
энергиясы,
б.а.
кинетикалык
энергиясы
чоңойгон
бөлүкчөлөрдүн
термелүүсүнүн
күчөшү
барган
сайын катуу
нерсенин
кеңейишине
алып келет.
Адегенде
сызыктуу
кеңейүүнү
карайлы. Нерсенин
баштапкы
узундугун 
деп
белгилейли. Эгерде нерсенин
узарышы температурадан
түз сызыктуу
көз каранды
деп эсептесек,
анда
деп жазууга
болот. Мында 
- заттын тегине байланыштуу
коэффициент.
Ал
температура 
ге көтөрүлгөндөгү
бирдик узундуктагы
нерсенин
узарышын
көрсөтөт.
Көбүнчө аны жылуулуктан
кеңейүүнүн
сызыктуу
коэффициенти
деп аташат.
Катуу нерселер үчүн - коэффициенти
салыштырмалуу
кичине жана 10-5 – 10-6
чегинде жатат. Изотроптуу
эмес, б.а.
анизотроптуу
кристаллдар
үчүн сызыктуу
кеңейүү коэффициенти
кристаллдагы
багыттарга
жараша түрдүү маанилерге
ээ болот.
Тажрыйба нын абсолюттук
температурадан
да көз каранды экендигин
көрсөтөт.
Узаруунун
температурадан
сызыктуу
көз карандылыгы
температуранын
кандайдыр
бир
интервалы
үчүн гана
аткарылат.
(8.1) формуланы
эске алып,
температурага
жараша нерсенин сызыктуу узаруусун
деп жазууга
болот.
Куб
ячейкалуу
монокристалл
үчүн, анын
сызыктуу
кеңейүүсү
бардык багыт боюнча
бирдей деп эсептеп,
сызыктуу
кеңейүүнүн
формуласын
(8.2) пайдаланып,
көлөмдүк
кеңейүүнү
аныктоого
болот. Эгерде
баштапкы
кырларынын
узундугу болгон
куб формасындагы
монокристалл
берилсе,
ал үчүн
деп жазууга
болот. 
деп
алууга мүмкүн болгондуктан,
,
мында 
; 
- көлөмдүк
кеңейүүнүн
жылуулук
коэффициенти
деп аталат.
Анизотроптуу
нерселер
үчүн барабардыгы
аткарылбайт.
Температуралык өлчөөлөрдү жазуу. Түтүктүн
узундугун
бойлото ысык буу
бир калыпта
тараганда,
түтүк жылуулук
тең салмактуулук
абалына келет. Түтүктүн
температурасын
өлчөө
үчүн
термистор колдонулат.
Ал түтүктүн
борборуна
максималдуу
контакт болгондой
кылынып бекитилет.
Термистордун
каршылыгы
омметр менен
өлчөнөт. Өлчөнгөн каршылыктын
температурадан
көз карандылыгы
таянычта
же бул көрсөтмөнүн
акыркы бетинде берилген таблицанын
жардамы менен табылат.