በሙቀት ቅንጣቶች ተጽእኖ ስር የሰደደ እንቅስቃሴያቸውን እንደሚያፋጥኑ ይታወቃል። ጋዝን ካሞቁ, በውስጡ ያሉት ሞለኪውሎች በቀላሉ እርስ በርስ ይበተናሉ. የሚሞቀው ፈሳሽ በመጀመሪያ መጠኑ ይጨምራል, ከዚያም መትነን ይጀምራል. በጠንካራ እቃዎች ላይ ምን ይሆናል? እያንዳንዳቸው የስብስብ ሁኔታቸውን መቀየር አይችሉም።
የሙቀት ማስፋፊያ ትርጉም
የሙቀት መስፋፋት የሙቀት ለውጥ ያለባቸው የሰውነት መጠን እና ቅርፅ ለውጥ ነው። በሂሳብ, በተለዋዋጭ ውጫዊ ሁኔታዎች ውስጥ የጋዞችን እና ፈሳሾችን ባህሪ ለመተንበይ የሚያደርገውን የቮልሜትሪክ ማስፋፊያ ቅንጅትን ማስላት ይቻላል. ለጠንካራዎች ተመሳሳይ ውጤት ለማግኘት የመስመራዊ መስፋፋት ቅንጅት ግምት ውስጥ መግባት አለበት. የፊዚክስ ሊቃውንት ለዚህ አይነት ምርምር አንድን ክፍል ለይተው ዲላቶሜትሪ ብለውታል።
መሐንዲሶች እና አርክቴክቶች ለህንፃዎች ዲዛይን ፣ መንገዶችን እና ቧንቧዎችን ለመዘርጋት በከፍተኛ እና ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ተፅእኖ ውስጥ ስላለው የተለያዩ ቁሳቁሶች ባህሪ እውቀት ያስፈልጋቸዋል።
የጋዝ ማስፋፊያ
ሙቀትየጋዞች መስፋፋት በጠፈር ውስጥ ድምፃቸውን ከማስፋፋት ጋር አብሮ ይመጣል. ይህ በጥንት ጊዜ በተፈጥሮ ፈላስፋዎች አስተውሏል, ነገር ግን የዘመናዊ ፊዚክስ ሊቃውንት ብቻ የሂሳብ ስሌቶችን መገንባት ችለዋል.
በመጀመሪያ ሳይንቲስቶች የአየር መስፋፋት ፍላጎት ያደረባቸው ሲሆን ይህም የሚቻለው ተግባር መስሎአቸው ነበር። እነሱ በቅንዓት ወደ ንግድ ሥራ ገብተዋል እና ይልቁንም እርስ በእርሱ የሚጋጩ ውጤቶችን አግኝተዋል። በተፈጥሮ, የሳይንስ ማህበረሰብ እንዲህ ባለው ውጤት አልረካም. የመለኪያው ትክክለኛነት በየትኛው ቴርሞሜትር ጥቅም ላይ እንደዋለ, ግፊቱ እና ሌሎች የተለያዩ ሁኔታዎች ይወሰናል. አንዳንድ የፊዚክስ ሊቃውንት የጋዞች መስፋፋት በሙቀት ለውጥ ላይ የተመካ አይደለም ወደሚል መደምደሚያ ደርሰዋል። ወይስ ይህ ሱስ ያልተሟላ ነው…
የሚሰራው በዳልተን እና ጌይ-ሉሳክ
የፊዚክስ ሊቃውንት ጭቅጭቅ እስኪሆኑ ድረስ መጨቃጨቃቸውን ይቀጥላሉ ወይም ለጆን ዳልተን ካልሆነ መለኪያዎችን ይተዉ ነበር። እሱ እና ሌላ የፊዚክስ ሊቅ ጌይ-ሉሳክ በተናጥል ተመሳሳይ የመለኪያ ውጤቶችን በተመሳሳይ ጊዜ ማግኘት ችለዋል።
Lussac ለብዙ የተለያዩ ውጤቶች ምክንያቱን ለማግኘት ሞክሮ በሙከራው ወቅት አንዳንድ መሳሪያዎች ውሃ እንደነበራቸው አስተውሏል። በተፈጥሮ, በማሞቅ ሂደት ውስጥ, ወደ እንፋሎት ተለወጠ እና የተጠኑትን ጋዞች መጠን እና ስብጥር ለውጧል. ስለዚህ ሳይንቲስቱ ያደረጋቸው የመጀመሪያው ነገር ሙከራውን ለመምራት የተጠቀሙባቸውን መሳሪያዎች በሙሉ በደንብ ማድረቅ እና በጥናት ላይ ካለው ጋዝ ውስጥ አነስተኛውን የእርጥበት መጠን እንኳን ማስወገድ ነው። ከነዚህ ሁሉ ማጭበርበሮች በኋላ የመጀመሪያዎቹ ጥቂት ሙከራዎች ይበልጥ አስተማማኝ ሆነው ተገኝተዋል።
ዳልተን ይህን ጉዳይ ረዘም ላለ ጊዜ አስተናግዷልየሥራ ባልደረባው እና ውጤቱን በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ አሳተመ. አየሩን በሰልፈሪክ አሲድ ትነት ካደረቀው በኋላ አሞቀው። ከተከታታይ ሙከራዎች በኋላ ጆን ሁሉም ጋዞች እና እንፋሎት በ 0.376 እጥፍ ይሰፋሉ የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሷል።ሉሳክ ቁጥር 0.375 አግኝቷል።ይህ የጥናቱ ይፋዊ ውጤት ሆነ።
የውሃ ትነት የመለጠጥ
የጋዞች የሙቀት መስፋፋት እንደ የመለጠጥ ችሎታቸው ማለትም ወደ መጀመሪያው መጠን የመመለስ ችሎታ ይወሰናል። በአስራ ስምንተኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ይህን ጉዳይ ለመመርመር የመጀመሪያው ሰው Ziegler ነበር. ነገር ግን የእሱ ሙከራዎች ውጤቶች በጣም የተለያዩ ናቸው. ተጨማሪ አስተማማኝ አሃዞች በጄምስ ዋት ተገኝተዋል፣ እሱም ጎድጓዳ ሳህን ለከፍተኛ ሙቀት እና ባሮሜትር ለዝቅተኛ የሙቀት መጠን ይጠቀም ነበር።
በ18ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ ፕሮኒ የጋዞችን የመለጠጥ ሁኔታ የሚገልጽ ነጠላ ፎርሙላ ለማውጣት ሞክሮ ነበር፣ነገር ግን በጣም አስቸጋሪ እና ለመጠቀም አስቸጋሪ ሆነ። ዳልተን ሁሉንም ስሌቶች በተጨባጭ ለመሞከር ወሰነ, ለዚህም የሲፎን ባሮሜትር በመጠቀም. ምንም እንኳን በሁሉም ሙከራዎች ውስጥ የሙቀት መጠኑ ተመሳሳይ ባይሆንም, ውጤቶቹ በጣም ትክክለኛ ነበሩ. ስለዚህ በፊዚክስ መማሪያ መጽሃፉ ላይ እንደ ጠረጴዛ አሳትሟቸዋል።
የትነት ንድፈ ሐሳብ
የጋዞች የሙቀት መስፋፋት (እንደ ፊዚካል ቲዎሪ) የተለያዩ ለውጦችን አድርጓል። የሳይንስ ሊቃውንት በእንፋሎት የሚፈጠሩትን ሂደቶች ወደ ታች ለመድረስ ሞክረዋል. እዚህም ታዋቂው የፊዚክስ ሊቅ ዳልተን ራሱን ለየ። በዚህ የውሃ ማጠራቀሚያ ውስጥ መኖሩም ይሁን የትኛውም ቦታ በጋዝ ትነት የተሞላ መሆኑን ገምቷል.(ክፍል) ማንኛውም ሌላ ጋዝ ወይም እንፋሎት. ስለዚህ ፈሳሹ ከከባቢ አየር ጋር በመገናኘት ብቻ አይተንም ብሎ መደምደም ይቻላል።
የአየር አምድ በፈሳሹ ወለል ላይ ያለው ግፊት በአተሞች መካከል ያለውን ክፍተት ይጨምራል፣ ይገነጣጥላል እና ይተናል፣ይህም ለእንፋሎት መፈጠር አስተዋፅኦ ያደርጋል። ነገር ግን የስበት ኃይል በእንፋሎት ሞለኪውሎች ላይ መስራቱን ቀጥሏል፣ስለዚህ ሳይንቲስቶች የከባቢ አየር ግፊት በፈሳሽ ትነት ላይ ምንም ተጽእኖ እንደሌለው ያሰላሉ።
የፈሳሽ መስፋፋት
የፈሳሾች የሙቀት መስፋፋት ከጋዞች መስፋፋት ጋር በትይዩ ተመርምሯል። ተመሳሳይ ሳይንቲስቶች በሳይንሳዊ ምርምር ላይ ተሰማርተው ነበር. ይህንን ለማድረግ ቴርሞሜትሮችን፣ ኤሮሜትሮችን፣ የመገናኛ ዕቃዎችን እና ሌሎች መሳሪያዎችን ተጠቅመዋል።
ሁሉም ሙከራዎች በአንድ ላይ እና እያንዳንዳቸው ለየብቻ የዳልተን ጽንሰ-ሀሳብ ተመሳሳይነት ያላቸው ፈሳሾች ከሚሞቁበት የሙቀት መጠን ካሬ ጋር በተመጣጣኝ መጠን ይስፋፋሉ። እርግጥ ነው, የሙቀት መጠኑ ከፍ ባለ መጠን የፈሳሹ መጠን ይጨምራል, ነገር ግን በእሱ መካከል ቀጥተኛ ግንኙነት አልነበረም. አዎ፣ እና የሁሉም ፈሳሾች የማስፋፊያ መጠን የተለየ ነበር።
የውሃ የሙቀት መስፋፋት ለምሳሌ ከዜሮ ዲግሪ ሴልሺየስ ይጀምራል እና የሙቀት መጠኑ ሲቀንስ ይቀጥላል። ቀደም ሲል እንዲህ ዓይነቱ የሙከራ ውጤቶች ውኃው ራሱ ብቻ ሳይሆን በውስጡ ያለው መያዣው ጠባብ ከመሆኑ እውነታ ጋር የተያያዘ ነው. ነገር ግን ከተወሰነ ጊዜ በኋላ, የፊዚክስ ሊቅ ዴሉካ ግን መንስኤው በራሱ ፈሳሽ ውስጥ መፈለግ እንዳለበት መደምደሚያ ላይ ደረሰ. በጣም ትልቅ የሆነውን የሙቀት መጠን ለማግኘት ወሰነ. ይሁን እንጂ በቸልተኝነት ምክንያት አልተሳካለትምአንዳንድ ዝርዝሮች. ይህንን ክስተት ያጠኑት ራምፎርዝ ከፍተኛው የውሃ ጥግግት ከ4 እስከ 5 ዲግሪ ሴልሺየስ ባለው ክልል ውስጥ እንደሚታይ አረጋግጠዋል።
የአካላት የሙቀት መስፋፋት
በደረቅ ዕቃዎች ውስጥ ዋናው የማስፋፊያ ዘዴ የክሪስታል ላቲስ የንዝረት ስፋት ለውጥ ነው። በቀላል አነጋገር፣ ቁሳቁሱን የሚያመርት እና በጥብቅ የተሳሰሩ አተሞች “መንቀጥቀጥ” ይጀምራሉ።
የአካላት የሙቀት መስፋፋት ህግ በሚከተለው መልኩ ተቀርጿል፡ ማንኛውም አካል በዲቲ በማሞቅ ሂደት ውስጥ ቀጥተኛ መጠን L (ዴልታ ቲ በመጀመሪያው የሙቀት መጠን እና በመጨረሻው የሙቀት መጠን መካከል ያለው ልዩነት) በዲኤልኤል ይሰፋል. (ዴልታ ኤል በነገር ርዝመት እና በሙቀት ልዩነት የመስመራዊ የሙቀት መስፋፋት ቅንጅት የተገኘ ነው)። ይህ በጣም ቀላሉ የዚህ ህግ ስሪት ነው, እሱም በነባሪነት አካሉ በአንድ ጊዜ በሁሉም አቅጣጫዎች እንደሚስፋፋ ግምት ውስጥ ያስገባል. ነገር ግን ለተግባራዊ ስራ፣ በእውነቱ ቁሳቁሶች በፊዚክስ ሊቃውንት እና በሂሳብ ሊቃውንት ከተቀረጹት የተለየ ባህሪ ስላላቸው እጅግ በጣም አስቸጋሪ የሆኑ ስሌቶች ጥቅም ላይ ይውላሉ።
የሀዲዱ የሙቀት መስፋፋት
የፊዚክ መሐንዲሶች የባቡር ሀዲዱን በመዘርጋት ላይ ሁልጊዜ ይሳተፋሉ፣ ምክንያቱም በባቡር መጋጠሚያዎች መካከል ምን ያህል ርቀት መሆን እንዳለበት በትክክል በማስላት ሀዲዶቹ ሲሞቁ እና ሲቀዘቅዙ ቅርጻቸው እንዳይፈጠር።
ከላይ እንደተገለፀው የሙቀት መስመራዊ ማስፋፊያ በሁሉም ጠጣር ነገሮች ላይ ተፈጻሚ ይሆናል። እና ባቡሩ ከዚህ የተለየ አይደለም. ግን አንድ ዝርዝር አለ. የመስመር ለውጥበሰውነት ውስጥ በግጭት ኃይል ካልተጎዳ በነፃነት ይከሰታል. ሐዲዶቹ ከመኝታዎቹ ጋር በጥብቅ ተያይዘው ከተጠጋው ሐዲድ ጋር የተገጣጠሙ ናቸው፣ስለዚህ የርዝመቱን ለውጥ የሚገልጸው ሕግ በመስመራዊ እና በሰደፍ መቋቋሚያ መንገዶች መሰናክሎችን ማሸነፍን ግምት ውስጥ ያስገባ ነው።
ሀዲድ ርዝመቱን መቀየር ካልቻለ፣በሙቀት ለውጥ፣የሙቀት ጭንቀት ይጨምራል፣ይህም ሊለጠጥ እና ሊጨምቀው ይችላል። ይህ ክስተት በ ሁክ ህግ ይገለጻል።
