تأثیر گرما بر ابعاد جسم
شاید تا به حال برایتان پیش آمده باشد كه درب ظرفی را كه محكم شده (و به راحتی باز نمی شود) با ریختن آب گرم روی آن، به راحتی باز نموده باشید.
یا دیده ایدكه درب فلزی خانهای كه دو لنگه آن كیپ هم هستند در صبح و شب راحت باز می شوند ولی در ظهر كه حسابی حمام آفتاب گرفته اند به
هم گیر می كنند و فقط با زبان زور باز می شوند.
یا بعضی كفپوش های پیادهروها را دیدهاید كه بعضاً بر اثر گرم شدن از حالت صاف خود خارج شده و بالا و پایین قرار گرفته اند.
یا وقتی یك بطری شیشهای را پر از آب كرده و درب آنرا می بندید و در فریزر می گذارید، خواهید دید كه بطری شیشهای میشكند. مشابه اتفاقی كه بر سر بعضی سنگ های كوهستانی می افتد و بر اثرآن شكاف های صاف و تیزی در سنگ های بزرگ بوجود می آید.
آیا هرگز به سیم های انتقال برق در كنار جاده ها و خیابان ها در روزهای سرد و گرم توجّه كرده اید؟
آیا مشابه بلایی را كه بر سر ریل راهآهن در تصویر سمت راست آمده، در زندگی خود دیده اید؟
چه پاسخ یا دلیلی برای اتفاقات مطرح شده در بالا، دارید؟
بیشتر مواد در اثر گرم شدنه یا سرد شدن به ترتیب افزایش یا كاهش حجم پیدا می كنند. به عبارتی اجسام با افزایش دما، منبسط شده و با كاهش دما، منقبض می شوند. این پدیده همانند سایر پدیدههای فیزیكی (مثل اصطكاك و...) هم برایمان مفید و هم مایه دردسر است.
آیا مثال ها یا پدیدههایی در زندگی روزمره خود سراغ دارید كه انبساط و انقباض ماده (بر اثر گرما) باعث دردسر شده باشد؟ در چه مواردی برای شما مفید بودهاند؟
1- قطع و وصل شدن جریان الكتریكی در اطو و
سماور برقی بر چه اساسی است؟
2- قطع و وصل شدن جریان گاز (به عبارتی خاموش و روشن شدن مشعل) در آب گرمكن اتوماتیك گازی بر چه اساسی است؟
بنابراین با توجّه به تجربیات روزمره و موارد بالا میتوان گفت كه اكثر اجسام بر اثر گرم شدن (افزایش دما) منبسط می شوند و بر اثر سرد شدن (كاهش دما) منقبض می شوند. حال وقت آن است كه این پدیده را فرمول بندی كنیم. به عبارتی عوامل موثر در میزان انبساط و انقباض (مقدار افزایش و كاهش ابعاد یك جسم) را به دست آوریم.
با توجّه به مطالب قبلی كاملاً روشن است كه یكی از عوامل مؤثر در انبساط یا انقباض یك جسم، تغییر دمای آن جسم است و می توان گفت افزایش دما باعث افزایش حجم و كاهش دما باعث كاهش حجم اكثر مواد می شود. اما مطلبی كه دنبال آن هستیم رابطه بین این دو كمیت (یعنی تغییر دما و تغییر ابعاد جسم) است.
با توجّه به مطالبی كه تا كنون در مورد انبساط آموخته ایم، نتیجه می گیریم كه اگر یك صفحه را گرم كنیم، مساحت صفحه افزایش می یابد.
|
|
پرسش:
حال اگر سوراخی درون صفحه باشد با گرم شدن صفحه، قطر سوراخ زیاد میشود یا كم ؟
راهنمایی و حل:
برای پاسخ به این سوال باید آزمایشی ترتیب دهیم.
در تصویر مقابل یك گوی و یك صفحه فلزی سوراخ دار را مشاهده می كنید. قطر سوراخ صفحه كمی كوچكتر از قطر گویاست. آیا با گرم شدن صفحه فلزی، گوی از سوراخ رد می شود؟
دو فیلم زیر را با دقت ببینید:
پرسش:
به نظر شما اگر كیسهای را از هوا پر كنیم و درب آنرا بسته و در معرض آفتاب قرار دهیم، چه اتفاقی می افتد؟
راهنمایی و حل:
برای یافتن پاسخ سؤال بالا به این فیلم توجّه كنید.
برای مشاهده فیلم کلیک کنید.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا
