Širenje čvrstih tela pri zagrevanju (1)

Širenje čvrstih tela pri zagrevanju

Linearno  Površinsko  Zapreminsko 

• Povećanjem tempererature većina tela se širi u svim pravcima, odnosno menja se zapremina tela.

Linearno širenje tela (promena dimenzije tela samo u jednom pravcu)  l0 - dužina štapa na temperaturi t0.      

l - dužina štapa na temeperaturi t, Δl - promena dužine štapa, Δt - promena temperature, α - termički koeficijet linearnog širenja.

Termički koeficijet linearnog širenja je relativno izduženje (tj. promena jedinice dužine) za temperaturni stepen. Za male promene temperature:

Površinsko širenje tela

se

razmatra

kod

tela

zanemarljive debljine u dva pravca. 

Pravougaona ploča ivica a0 i b0 zagrevanjem se širi u pravcu ivica:



Površina ploče nakon širenja:



Koeficijent lineranog širenja je mali pa je:



β - koeficijent površinskog širenja, dvostruko veći od koeficijenta linearnog širenja.

Zapreminsko širenje 

Slično:



γ - koeficijent zapreminskog širenja, trostruka vrednost linernog koeficijenta.



Jednačine za površinsko i zapreminsko širenje važe za tela bilo kojeg oblika.



Promena gustine sa temperaturom:

Širenje tečnih tela pri zagrevanju 

Tečnosti zauzimaju oblik suda u kome se nalaze.



Zapreminsko širenje po zakonu:



Tečnosti se nalaze u sudovima koji se pri zagrevanju takođe šire. Važna je razlika koeficijenata zapreminskog širenja tečnosti i materijala suda: - γt>γs nivo tečnosti u kapilari se penje, - γt<γs nivo tečnosti u kapilari se spušta, - γt=γs nivo tečnosti u kapilari miruje.



• Anomalija vode 

Voda ima anomalno ponašanje u pogledu termičkog širenja zbog posebne prirode hemijskih veza u molekulima i između njih.



Voda je najgušća na 4°C.



Koeficijent γ je od 0°C do 4°C negativan, dok je iznad 4°C pozitivan.

Važnost za život na Zemlji  



Voda se obično hladi s površine. Ako je temp. vode viša od 40C hlađenjem se povećava njena gustoća. Molekule padaju na dno. Nastaje strujanje i razmena toplote. Voda se hladi. Kada se gornji sloj ohladi na 4 0C. Hlađenjem se smanjuje gustoća vode na površini. Molekuli ostaju na vrhu. Nema strujanja i razmjene toplone. Rashlađena voda ostaje na površini i služi kao zaštita od daljeg hlađenja.

Smrzavanje vode ne ide jako duboko. Štiti se biljni I životinjski svijet. 