Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Hőtágulás 10. osztály (3)

1415
Le is vezetnék kérlek? :( Akár szájbarágósan. Meg szeretném érteni.
Mennyivel változik meg a 0 °C-os hőmérsékleten 10 cm élhosszúságú alumíniumkocka felülete, térfogata, ha a hőmérsékletét 50 °C-kal emeljük?
Az alumínium vonalas (lineáris) hőtágulási együtthatója 2,4×10 a mínusz ötödiken 1/°C
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

1
A lineáris hőtágulási együttható azt jelenti, hogy a huzal hossza annyi-szorosával (nem annyi-szorosára!) nő minden fok hómérséklet növekedésre. Vagyis ha mondjuk α = 0,00002, a huzal hossza L=30 cm=0,3 m, a hőmérséklet-növekedés pedig ΔT=20 °C, akkor:
ΔL = α·L·ΔT = 0,00002·0,3·20 = 0,00012 m
vagyis 0,12 mm-rel nől a hossz.

Jelenleg persze más adatok vannak, és nem is huzalról van szó. Ha huzal lenne, így alakulna:
L = 10 cm = 0,1 m
α = 2,4·10⁻⁵ 1/°C
ΔT = 50 °C
- - - - -
ΔL = 2,4·10⁻⁵ · 0,1 · 50 = 12·10⁻⁵ m = 0,12 mm

Most kockánk van.
Felületre úgy vonatkozik a hőtágulás, hogy a felület változása is hasonló képlettel megy, csak L helyett a felület van benne és α helyett 2α:
ΔA = 2α·A·ΔT
A térfogatnál meg 3α:
ΔV = 3α·V·ΔT

Vagyis:
ΔA = 2 · 2,4·10⁻⁵ · 0,1² · 50 = 0,000024 m² = 0,24 cm²
ΔV = 3 · .... számold ki.

Hogyan lehet ezt megjegyezni:
A felületet a hossz négyzetével kell számolni, abból lesz 2α. A térfogat pedig a hossz harmadik hatványa, abból lesz a 3α.

Ha érdekel, hogy pl. a felületnél miért 2α van nem pedig α², az így jön ki:
(Azt hiszem ezt nem kell tudnod, de egyszerű, érdemes elolvasni)

Az eredeti felület A=L², a megnövelt felület pedig a megnövelt hossz négyzete:
A+ΔA = (L+ΔL)² = (L + α·L·ΔT)² = L² + 2 · L · (α·L·ΔT) + (α·L·ΔT)²
= L² + 2 · L² · α · ΔT + (α·L·ΔT)²
= A + 2α · A · ΔT + (α·L·ΔT)²
α·L·ΔT értéke nagyon pici, 1-nél jóval kisebb. Annak a négyzete még kisebb, nyugadtan elhanyagolhatjuk, így csak A + 2α·A·ΔT marad.

A térfogatra hasonlón jön ki a 3α.
0