صمّم مهندس قطعة ميكانيكية مربعة الشكل لنظام تبريد خاص تتألف القطعة الميكانيكية من قطعتين مستطيلتين من الألومنيوم، وقطعتين مستطيلتين من الفولاذ، وكانت القطعة المصممة مربعة تماما عند درجة 293K، ولكن عند درجة K 170 أصبحت القطعة مفتولة كما في الشكل 30-1. حدد أي القطع المبينة في الشكل مصنوعة من الفولاذ، وأيها مصنوعة من الألومنيوم ؟ - مع الشرح

Question

صمّم مهندس قطعة ميكانيكية مربعة الشكل لنظام تبريد خاص تتألف القطعة الميكانيكية من قطعتين مستطيلتين من الألومنيوم، وقطعتين مستطيلتين من الفولاذ، وكانت القطعة المصممة مربعة تماما عند درجة 293K، ولكن عند درجة K 170 أصبحت القطعة مفتولة كما في الشكل 30-1. حدد أي القطع المبينة في الشكل مصنوعة من الفولاذ، وأيها مصنوعة من الألومنيوم ؟؟

الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:

يعاني الجزءان 1 و 2 انكماشا أكبر في الطول من الجزأين 3 و 4 ؛ لذا فإن الجزأين 1 و 2 يجب أن يكونا مصنوعين من الألومنيوم الذي معامل تمدده أكبر من معامل تمدد الفولاذ

يعتمد حل هذه المسألة على مفهوم التمدد الحراري وانكماش المواد بتغير درجات الحرارة. إليك الشرح المفصل:

• فكرة العمل: عندما تبرد المادتان (الألومنيوم والفولاذ) من درجة حرارة 293K إلى 170K، فإن كلتا المادتين تنكمشان (يقل طولهما)، لكنهما لا تنكمشان بنفس المقدار.
• الفرق بين المادتين: لكل مادة "معامل تمدد حراري" خاص بها، وهو قياس لمدى تغير حجم أو طول المادة بتغير الحرارة. الألومنيوم له معامل تمدد أكبر من الفولاذ، مما يعني أنه يتمدد أكثر بالسخونة وينكمش أكثر بالبرودة مقارنة بالفولاذ.
• تحليل الشكل:
• انخفضت درجة الحرارة، مما أدى إلى انكماش القطع.
• بما أن الجزءين (1 و 2) عانيا انكماشاً أكبر في الطول مقارنة بالجزءين (3 و 4)، فهذا يعني أنهما مصنوعان من المادة الأكثر تأثراً بالبرودة.
• إذن، الجزءان (1 و 2) مصنوعان من الألومنيوم.
• بينما الجزءان (3 و 4) مصنوعان من الفولاذ؛ لأن انكماشهما أقل.

 

اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال صمّم مهندس قطعة ميكانيكية مربعة الشكل لنظام تبريد خاص تتألف القطعة الميكانيكية من قطعتين مستطيلتين من الألومنيوم، وقطعتين مستطيلتين من الفولاذ، وكانت القطعة المصممة مربعة تماما عند درجة 293K، ولكن عند درجة K 170 أصبحت القطعة مفتولة كما في الشكل 30-1. حدد أي القطع المبينة في الشكل مصنوعة من الفولاذ، وأيها مصنوعة من الألومنيوم ؟ اترك تعليق فورآ.

Answer 1

إجابة سؤال صمّم مهندس قطعة ميكانيكية مربعة الشكل لنظام تبريد خاص تتألف القطعة الميكانيكية من قطعتين مستطيلتين من الألومنيوم، وقطعتين مستطيلتين من الفولاذ، وكانت القطعة المصممة مربعة تماما عند درجة 293K، ولكن عند درجة K 170 أصبحت القطعة مفتولة كما في الشكل 30-1. حدد أي القطع المبينة في الشكل مصنوعة من الفولاذ، وأيها مصنوعة من الألومنيوم ؟؟ يعاني الجزءان 1 و 2 انكماشا أكبر في الطول من الجزأين 3 و 4 ؛ لذا فإن الجزأين 1 و 2 يجب أن يكونا مصنوعين من الألومنيوم الذي معامل تمدده أكبر من معامل تمدد الفولاذ.