ضریب حرارتی استنباط خطی

موضوع : ضریب حرارتی استنباط خطی

توضیح: این فایل به صورت ورد و آماده ی چاپ می باشد

معرفي و اهداف :
با كمي استثناء جامدات با بالا رفتن حرارت اندازه و ابعادشان افزايش مي يابد ، اگر چه اين افزايش كم مي باشد اما براي كاربردهاي موادي كه دچار گرما و سرما شوند بسيار مهم است .
بدون درنظر گرفتن اين تغييرات در ماده و ساختارش خساراتي مي تواند بوجود بيايد . مثلاً يك پيستون مي تواند در سيلندرش خيلي سفت شود ، يك ميخ مي تواند شل شود يا يك تير آهن پل مي تواند باعث خرابي شود .
خصوصيات استنباطي يك ماده بسته به ساختار دروني اش دارد . در مورد استنباط حرارتي بر حسب ضريب حرارتي استنباط توضيح مي دهيم كه كميتهاي آزمايشي هستند كه بيانگر تغيير در ابعاد يك ماده بر حسب تغيير درجه دما مي باشند در اين آزمايش ، انبساط حرارتي چند فلز مورد بررسي قرار مي گيرد و ضريب حرارتي انبساط خطي آنها مورد محاسبه قرار خواهد گرفت .
بعد از انجام اين آزمايش و تجربه و تحليل داده ها شما مي بايست قادر باشيد :
1-بگوييد چگونه ضريب حرارتي انبساط خطي چنين انبساطي را توصيف مي كند ؟
2-توضيح دهيد كه چگونه ضريب انبساط حرارتي انبساط خطي ، محاسبه مي شود ؟ و يك تركيبي از ميزان اين مقادير براي فلزها بگوييد .
3-مثالهايي در مورد بحث ضريب انبساطي در كاربردهاي فلزات در عمل نام برده و در مورد آنها توضيح دهيد .
II تجهيزات مورد نياز :
-دستگاه انبساط خطي و لوازم مرتبط به آن 1-توليد كننده بخار سوزاننده Bunsen و ضربه زننده يا صفحه گرم الكتريكي
-ليوان پلاستيكي –لوله پلاستيكي –Meterstick  دماسنج (    دو نوع فلز     ( آهن و آلومينيم )
*  بمنظور زياد كردن تعداد ميله هاي فلزي مورد نياز براي راحتي كار ، گروههاي آزمايشگاهي مي توانند روكشهاي ميله اي را بعد از اندازه گيري با گروههاي ديگر تعويض كنند بنابر اين هر گروه مي تواند ميله هاي متفاوتي را بدست بياورند
III تئوري :
براي جامدات ، يك تغيير حرارتي منجر به انبساط تمام بدنه مي گردد . ( يك انقباض در نتيجه كاهش درجه حرارتي يك انبساط منفي است ) تغيير در يك بعد از جسم جامد ، از نظر طول ، پهنا ، كلفتي . انبساط خطي ناميده مي شود . اين ممكن است براي جهتهاي متفاوت ، متفاوت باشد به هر حال اگر انبساط براي تمامي موارد گفته شده يكسان باشد آن را انبساط sisotrpic ( داراي خواص برابر از هر سو ) مي گوييم .
تغيير جزئي در طول را   جاييكه   طول شي در درجه حرارت اوليه   است     ( شكل 1-19 ) مرتبط به تغيير در درجه حرارت    است كه از آنها به يك تقريب خوبي خواهيم رسيد .
    or         (1-19)
در اين معادله   و   و    ضريب حرارتي انبساط خطي است ، با واحد عكس درجه حرارت كه    است ( نوشتن واحد حرارت   بصورت   راحت است كه بواسطه درجه حرارت   مشخص مي گردد ) اين ضريب حرارتي انبساطي ممكن است اندكي اختلاف داشته باشد براي بازه هاي درجه حرارت متفاوت   ، اما اين اختلاف معمولاً در شرايط  عملي ناچيز بوده بطوري كه   مي تواند به عنوان يك عدد ثابت در نظر گرفته شود .
( شكل 1-19 ) انبساط حرارتي خطي
در درجه حرارت اوليه   ، طول ميله   است در نتيجه درجه حرارت بالاتر T ، ميله انبساط مي يابد به طول L و تغيير در طول   براي تغيير درجه حرارت    مي باشد .
ادامه بحث : بوسيله معادله 1-19 ،   بر حسب كميتهاي قابل محاسبه تجربي (آزمايش ) تعريف مي گردد .
 از حالا به بعد   ، بوسيله اندازه گيري طول اوليه    از يك شي ( ميله فلزي ) در يك درجه حرارت اوليه    و تغيير در طول شي    براي يك تغيير درجه حرارتي معادل با آن يعني     مي تواند محاسبه مي گردد .
اين توسعه ممكن است به صورت در بعدي گسترش يابد . عبارت انبساط خطي ممكن است بصورت زير نوشته شود . 
 و براي ماده isotrapic سطح اش    يا                             
كه در اينجا 
در صورتيكه    باشد ، حذف    ممكن است ايجاد خطاي بسيار ناچيزي را در معادله ايجاد كند ، بنابراين     يك تقريب خوبي است .
با مقايسه اين معادله با معادله    ، مي بينيم كه ضريب حرارتي سطح تقريباً 2 برابر ضريب انبساط خطي است . يك توسعه مشابه مي تواند براي ضريب انبساط حجم بكار گرفته شود كه تقريباً معادل   است .

فهرست مطالب
ضريب حرارتي استنباط خطي
معرفي و اهداف     
تجهيزات مورد نياز     
تئوري     
انجام آزمايش     
آزمايش تكاليف مطالعه آزمايش     
معرفي و اهداف     
تجهيزات لازم     
آزمايش
گرماي ويژه فلزات     
گرماي ويژه فلزات . گزارش آزمايشگاهي     
گرماي نهان : گرماي ذوب و تبخير     
مقدمه و اهداف     
تجهيزات مورد نياز     
تئوري     
گرماي ذوب     
گرماي تبخير     
رويه آزمايش     
گرماي نهان : گرماي ذوب و تبخير     
دماي وابسته به مقاومت     
معرفي و اهداف     
تجهيزات مورد نياز     
تئوری     
فلزات رسانا     
دماي وابسته به مقاومت     
گرماي ژول     
معرفي و اهداف