diskussion
fasta ämnen
För många fasta ämnen är expansionen direkt proportionell mot temperaturförändringen.
ritningarna utökas dubbelt så mycket som längderna gör.
s = 2aa0 t
volymerna expanderar tre gånger så mycket som längderna gör.,
v = 3av0 t
applikationer
- buckling
- expansionsgap / joint
- skållningsventil
- bimetallisk remsa, termostat
- expansion av hål (monteringsdäck)
- ”dessutom expanderar flygplanet med 15-25 centimeter under flygningen på grund av den brännande värmen som skapas av friktion med luft. Designers använde rullar för att isolera kabinen från kroppen, så att sträckningen inte rippar Planet ifrån varandra.”Helen Pearson” Concorde vingar sin väg till pensionering.”Naturfysik Portal. Oktober 2003.,
- ”Concorde mäter 204ft i längd – sträcker sig mellan sex och tio inches under flygning på grund av uppvärmning av flygplanet. Hon är målad i en specialutvecklad vit färg för att rymma dessa förändringar och att skingra värmen som genereras av överljudsflygning.”source
- termisk expansion är en liten men inte alltid obetydlig effekt. Typiska koefficienter mäts i delar per miljon per kelvin (10-6/K)., Det betyder att din typiska klassrumsmätarsticka aldrig varierar i längd med mer än 100 µm under hela sin livstid-förmodligen aldrig mer än 10 µm medan eleverna använder den.,
mättekniker
- längdjämförelse
- push rod dilatometer (ger relativ expansion, eftersom själva enheten expanderar)
- interferometer (högsta precisionsmetod)
- röntgendiffaktometer
- kapacitans dilatometer
- stammätare
- optisk dilatometer (i princip en digitalkamera)
anisotropisk expansion
- vissa material expanderar olika i olika riktningar, särskilt grafit och trä (virke).
vätskor
vätskor kan bara expandera i volym.,
v = ßV0 t
vätskor har högre expansiviteter än fasta ämnen.
β ~ 10-3/k, 3α ~ 10-5/K
applikationer
- vätska i glastermometer. Alkoholen är färgad röd för att se ut som vin.
etylalkohol 1120 × 10-6 / k
kvicksilver 181 × 10-6 / k
glas 3 (8,5 × 10-6/K) = 25,5 × 10-6/K - bilar har kylvätskeöverflödestankar.
vatten
- onormal expansion av vatten
- isen är mindre tät än vatten
- vatten är tätast vid 4 ° c (ρ = 999.,973 kg/m3)
- program
- frysta rör brast
- omsättning av sjövatten under våren
plutonium
plutonium genomgår fler fasövergångar vid vanliga tryck än något annat element. När plutonium upphettas omvandlas det genom sex olika kristallstrukturer före smältning-α , β, γ,, Och ε . Fysikaliska egenskaper som densitet och termisk expansion varierar avsevärt från fas till fas vilket gör det till en av de svårare metallerna att maskinera och arbeta., Plutoniums metallurgi lämnas bäst till experterna.
anteckningar bildar LLNL som måste parafraseras. ”En av plutoniums unika fysikaliska egenskaper är att den rena metallen uppvisar sex solid state-fasomvandlingar innan den når sitt flytande tillstånd, som passerar från Alfa, beta, gamma, delta, delta-prime till epsilon. Stora volymexpansioner och sammandragningar uppstår mellan den stabila rumstemperaturalfasfasen och elementets flytande tillstånd., En annan ovanlig egenskap är att olegerat plutonium smälter vid en relativt låg temperatur, ca 640 °C, för att ge en vätska med högre densitet än den fasta från vilken den smälter. Dessutom är de elastiska egenskaperna hos delta face-centrerad kubisk (fcc) fas av plutonium mycket riktad (anisotropisk). Det vill säga metallets elasticitet varierar mycket längs olika kristallografiska riktningar med så mycket som en faktor på sex till sju.,”
invar
gaser
gasernas beteende är mer komplicerat, gaserna kommer att expandera så mycket som trycket tillåter. Kolla gaslagarna.
| PV = nRT | PV = NkT |