Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Я бы хотел начать эту лекцию с того, чем мы закончили предыдущую лекцию. Мы с вами рассматривали пластину состоящую из двух металлов - цинка и железа. Они соединены и склепаны вместе и мы эту пластину нагревали. Что при этом происходило? Пластинка при этом изгибалась. Давайте еще раз вспомним этот опыт.
И давайте разберем ситуацию приведенную в видеоролике. Температура цинка и железа одинаковые? Одинаковые, так как пластинки находятся в хорошем тепловом контакте и они имеют одинаковую температуру. Но от того, что цинк сильнее расширяется при увеличении температуры, чем железо, поэтому платина изгибается. К какому выводу мы приходим? Оказывается, что разные вещества по-разному расширяются при увеличении температуры, а значит явление теплового расширения нужно описывать количественно. Какая величина у цинка больше, чем у железа, среди тех которые описывают тепловое расширение? И вот на этот вопрос мы сегодня с вами ответим.
И так при увеличении температуры увеличивается длина и, наверное, ширина и высота тел, если это какие-то твердые тела. Например, если я буду нагревать линейку, то она станет и длиннее и шире и толще - это у твердых тел. У жидкостей нет длины, ширины и высоты. Но жидкости обладают какой характеристикой? Объемом, но объем тоже увеличивается при увеличении температуры. Ну за исключением каких-то специфических случаев, как с водой в районе 4 градусов Цельсия. Значит можно говорить о линейном расширении тел и об объемном. Что такое линейное расширение? Это изменение линейных размеров. Линейными называются размеры, которые измеряются в метрах. Т.е длина, ширина и высота. Ну а объемное расширение - это расширение объема твердого тела. Объем измеряется в кубических метрах. И ниже мы с вами отдельно рассмотрим оба явления. Первое с чего мы начнем - это линейное расширение.
Давайте повторим физический смысл величины коэффициента линейного расширения численно равен относительному удлинению тела, сделанного из некоторого вещества при увеличении температуры его на один градус Цельсия. И давайте это определение сформулируем в строгой форме.
Коэффициент линейного расширения вещества - это физическая величина равная относительному удлинению тела из этого вещества при увеличении его температуры на один градус.
Значит, коэффициент линейного расширения - это характеристика вещества и у разных веществ эта характеристика разная. Мы можем проводя аккуратные опыты измерить коэффициенты линейного расширения: цинка, меди, стали, стекла, любых веществ. Все эти данные свести в таблицы...
Давайте подумаем зачем нам нужны такие и подобные этой таблице другие справочные таблицы? Если у нас есть такая таблица, то мы можем предсказать, какую длину тело будет иметь при ста градусах, если известна его длина при другой температуре и известно из чего это тело сделано. Давайте получим формулу, которая позволяет это сделать.
И так мы вывели формулу описывающую закон расширения твердых тел, а как быть с жидкостями? У жидкостей же нет длины, ширины и высоты. Значит выведенная формула нам не подойдет, и мы сейчас с вами повторим рассуждения для твердых тел, но с той лишь разницей, что обсуждать мы будем не линейное изменение размеров тел, а изменение объемов. А изменение объема тела при его расширении называется объемным расширением тела.
Давайте еще раз запишем определение коэффициента объемного расширения тела
Коэффициент объемного расширения вещества - это физическая величина равная относительному изменению объема тела из этого вещества при увеличении его температуры на один градус Цельсия.
Так же как и для коэффициентов линейного расширения тел, существуют таблицы коэффициентов объемного расширения веществ.
Если мы располагаем такой таблицей, то мы можем ответить на такой вопрос: каким будет объем тела при одной температуре, если известен объем этого же самого тела при другой температуре. И давайте выведем такую же формулу, описывающую закон, но уже объемного расширения тел.
А теперь скажите пожалуйста твердые тела испытывают объемное расширение? Конечно, да! Значит мы можем охарактеризовать этот эффект, это явление с помощью коэффициента объемного расширения? Можем. Почему же тогда вот в таблице, представленной выше есть только коэффициент линейного расширения вещества, но нет коэффициентов объемного расширения твердых тел, а есть только коэффициенты объемного расширения жидкостей. Как вы думаете почему? Потому что коэффициент объемного расширения жидкостей равен коэффициенту линейного расширения тел возведенному в куб. Но это очень долгая история... оказывается все на самом деле проще...оказывается, что коэффициент объемного расширения твердых тел связан с коэффициентом линейного расширения твердых тел. причем, эта зависимость очень простая, поэтому просто ни к чему держать в таблицах коэффициенты объемного расширения твердых тел. На следующей лекции мы с вами получим связь между коэффициентами линейного расширения и коэффициентами объемного расширения.
И последнее давайте приведем решение устной задачи на тепловое расширение металлической пластины.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.