حفر ثقب قطره cm 0.85 في صفيحة من الفولاذ عند C 30.0 فكان الثقب يتسع بالضبط تقضيم من الألومنيوم له القطر نفسه، ما مقدار الفراغ بين الصفيحة والقضيب عندما يبردان لدرجة حرارة C" 0.0 ~؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
يتقلص الألومنيوم بدرجة أكبر من الفولاذ افترض أن تمثل قطر القضيب =-6.38x10 cm بالنسبة إلى الفولاذ يتقلص قطر الثقب في صفيحة الفولاذ وفق المعادلة التالية =3.06x10-4 cm مقدار الفراغ بين القضيب والصفيحة يساوي :10-4cm
لفهم مقدار الفراغ بين الصفيحة الفولاذية وقضيب الألومنيوم بعد تبريدهما، يجب أن نفهم أولاً مفهوم التمدد والانكماش الحراري.
1. التمدد والانكماش الحراري:
- المواد تتمدد عندما تسخن وتنكمش عندما تبرد. هذا التمدد والانكماش يعتمد على نوع المادة ومقدار التغير في درجة الحرارة.
- كل مادة لها معامل تمدد حراري خاص بها، يحدد مقدار التمدد أو الانكماش لكل درجة مئوية (أو فهرنهايت) تغير في درجة الحرارة.
- الألومنيوم والفولاذ لهما معاملات تمدد حراري مختلفة. معامل تمدد الألومنيوم أكبر من معامل تمدد الفولاذ. هذا يعني أن الألومنيوم يتمدد وينكمش بمقدار أكبر من الفولاذ لنفس التغير في درجة الحرارة.
2. تحليل المسألة:- في البداية، تم حفر ثقب في صفيحة الفولاذ، ثم تم إدخال قضيب الألومنيوم فيه عند درجة حرارة 30.0 درجة مئوية، بحيث يتناسبان تماماً.
- عندما يبرد النظام إلى 0.0 درجة مئوية، سينكمش كل من الفولاذ والألومنيوم.
- بما أن الألومنيوم يتمدد وينكمش بمعدل أكبر من الفولاذ، فإن قضيب الألومنيوم سينكمش أكثر من الثقب في صفيحة الفولاذ.
- هذا الانكماش التفاضلي هو الذي سيخلق فراغًا بين القضيب والصفيحة.
3. حساب مقدار الانكماش:- انكماش قطر الثقب في الفولاذ: يتم حساب الانكماش باستخدام معامل التمدد الحراري للفولاذ. بافتراض أن معامل التمدد الحراري للفولاذ هو تقريباً 12 × 10-6 / °C، فإن الانكماش في القطر يساوي:
- التغير في درجة الحرارة × معامل التمدد الحراري × القطر الأصلي
- (30.0 - 0.0) °C × (12 × 10-6 / °C) × 0.85 cm = 3.06 × 10-4 cm
- انكماش قطر قضيب الألومنيوم: بافتراض أن معامل التمدد الحراري للألومنيوم هو تقريباً 24 × 10-6 / °C، فإن الانكماش في القطر يساوي:
- التغير في درجة الحرارة × معامل التمدد الحراري × القطر الأصلي
- (30.0 - 0.0) °C × (24 × 10-6 / °C) × 0.85 cm = 6.12 × 10-4 cm
- مقدار الفراغ: الفراغ بين القضيب والصفيحة هو الفرق بين مقدار انكماش قطر القضيب وانكماش قطر الثقب:
- 6.12 × 10-4 cm - 3.06 × 10-4 cm = 3.06 × 10-4 cm
4. تصحيح الإجابة المختصرة:الإجابة المختصرة الأصلية تحتوي على خطأ في حساب الفراغ. الفرق بين انكماش الألومنيوم وانكماش الفولاذ هو 3.06 × 10-4 cm وليس 10-4 cm كما هو مذكور. كما أن القطر السالب للقضيب غير ضروري وغير مفهوم في سياق المسألة.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال حفر ثقب قطره cm 0.85 في صفيحة من الفولاذ عند C 30.0 فكان الثقب يتسع بالضبط تقضيم من الألومنيوم له القطر نفسه، ما مقدار الفراغ بين الصفيحة والقضيب عندما يبردان لدرجة حرارة C" 0.0 ~ اترك تعليق فورآ.
