STRUKTURA A VLASTNOSTI LÁTEK
PEVNÉ LÁTKY
Teplotní roztažnost pevných těles
Jedná se o fyzikální jev, při kterém pevné těleso se změnou teploty mění své rozměry.
(např. délka tyče, průměr koule, ...)
A) DÉLKOVÁ TEPLOTNÍ ROZTAŽNOST
z pokusů vyplývá
prodloužení tyče (Δl) je přímo úměrné počáteční délce tyče (l0 )
prodloužení tyče (Δl) je přímo úměrné změně teploty Δt
Δl = k . l0 . Δt k = α
Δl = α . l0 . Δt
Δl = l - l0
l = l0 . (1 + α.Δt)
l ... délka tyče po zahřátí
l0 ... délka tyče před zahřátím
Δt ... změna teploty
α ... součinitel teplotní délkové roztažnosti
jednotka: K-1 (reciproký kelvin)
závisí na druhu látky
(najdeme ho pro danou látku v tabulkách, Fyzik. kabinet Gymnázia Klatovy)
αAl = 2,4 . 10-5 K-1, αCu = 1,7 . 10-5 K-1,
αkřemenné sklo = 5.10-7 K-1
mění se s teplotou (pro malé Δt je konstantní)
B) OBJEMOVÁ TEPLOTNÍ ROZTAŽNOST
obdobně jako u délkové musí platit:
V = V0 . (1 + β.Δt)
V .... objem tělesa po zahřátí
V0 ... objem tělesa před zahřátím
Δt ... změna teploty
β .... součinitel teplotní objemové roztažnosti
jednotka: K-1 (reciproký kelvin)
závisí na druhu látky
mění se s teplotou (pro malé Δt je konstantní)
vztah mezi α a β: β = 3α, přibližně (souvisí s prostorem kolem nás, je trojrozměrný)
VYUŽITÍ TEPLOTNÍ ROZTAŽNOSTI V PRAXI
Mostní kovové konstrukce
upevnění pouze na jedné straně, na druhé straně spára
Napínání kovových lan nebo zavěšování kovových vodičů
prověšení drátů
Při pevném spojení musí mít látky stejnou teplotní roztažnost
železobeton, amalgan v zubech, a další ...
Bimetalový pásek
jako regulátor teploty v žehličce
Bimetalový teploměr
dva snýtované kovové pásky s různou teplotní roztažností
a další
ŘEŠENÉ ÚLOHY
Prodloužení kolejnic na trati (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK v Praze)
Měření závodní dráhy pásmem (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK v Praze)
Protažení drátu při protékání proudu (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK v Praze)
Změna objemu tělesa při zahřívání (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK v Praze)
Bimetal (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK v Praze)