تحقیق در مورد ضریب انبساط حجمی

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 6

بررسی ضریب انبساط حجمی (β) و ضریب تراکم همدما (κ)

۱-درآمد

β: در فیزیک پایه کمیت “ضریب میانگین انبساط حجمی”‌ به صورت زیر تعریف می‌شود:

“تغییر حجم در واحد حجم بخش بر تغییر دما” =

این تعریف برای فرآیندهای فشار ثابت در نظر گرفته می‌شد. اکنون با اعمال شرط حدی خواهیم داشت:

که در آن “بتا” ضریب لحظه‌ای انبساط حجمی است.

گفتنی است آزمایش‌های بسیاری وجود دارند که مستقل بودن “بتا” از تغییرات فشار را نشان می‌دهند؛ و نیز ناچیز بودن تغییرات “بتا” در اثر تغییرات دما. از این رو می‌توان “بتا” را در یک گستره‌ی کوچک دما ثابت پنداشت. یکای β “بر کلوین” است.

κ: اثر تغییر فشار بر حجم یک سیستم هیدرواستاتیکی هنگامی که دما ثابت نگه داشته می‌شود با کمیت “ضریب تراکم‌پذیری همدما” بیان می‌شود:

بعد ضریب تراکم‌پذیری “عکس فشار” است و می‌توان آن را بر حسب یکاهای «بر پاسکال» یا «بر بار» اندازه گرفت. مقدار κ برای مواد جامد و مایع خیلی کم با دما و فشار تغییر می‌کند، به گونه‌ای که اغلب می‌توان آن را ثابت در نظر گرفت.

اکنون به بررسی مفصل تر β و κ می‌پردازیم.

۲-β و κ -ی گازهای کامل

در آغاز نشان خواهیم داد که β و κ ی گازهای کامل از این قرارند:

β:طبق تعریف است و از آن‌جا که در گازهای کامل معادله‌ی حالت Pv=RT است داریم:

κ:طبق تعریف است و از آن‌جا که در گازهای کامل معادله‌ی حالت Pv=RT است داریم:

نمودار β و κ ی گازهای کامل را در این‌جا می‌بینیم (محور افقی دما برحسب کلوین (یا فشار بر حسب پاسکال) است و محور عمودی را β (یا κ) است) :

بررسی ضریب انبساط حجمی (β) و ضریب تراکم همدما (κ)

۳-انبساط گرمایی

در آزمایش‌های جدید مربوط به مواد جامد، به طور معمول انبساط طولی α اندازه‌گیری می‌شود. اگر سه بعد متعامد یک جامد عبارت باشند از L1 و L2 و L3 داریم:

که α۱ وα۲ و α۳ ضرایب انبساط خطی در راستای سه بعد هستند. در مورد کوارتز دو ضریب خطی عمود بر محور z برابرند، به گونه‌ای که:

اگر جسم جامد همسانگرد باشد، مانند یک بلور مکعبی، داریم: α = α۳ =α۲ = α۱ و β=۳ α

چهار روش مطلق برای اندازه گیری ضریب انبساط خطی جامدات وجود دارند: پراش پرتو X، فریزهای تداخل نور مرئی، تغییر ظرفیت الکتریکی، و تغییر شدت نور. روش‌های نوین، به ویژه آنهایی که برای برای اندازه‌گیری در گستره‌ی صفر تا ۵۰K به‌کار‌می‌روند، نیازمند به ابزارهای کمکی سرمازایی بسیاری هستند، ولی اصول فیزیکی آن‌ها به‌آسانی فهمیده می‌شود.

در روش پراش پرتو X، با به‌کار‌بردن باریکه‌ای از پرتوهای X با طول موج معلوم، پارامتر شبکه‌ای بلور به صورت تابعی از دما اندازه‌گیری می‌شود.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید