انبساط حجمی

 

در فیلم زیر ظرف بزرگی توسط لوله شیشه ‌ای به لیوان آب متصل شده است. با گرم كردن ظرف چه مشاهده می ‌كنید؟

 

 

این موضوع نشان دهنده چه پدیده ‌ای است؟ آیا هوای داخل ظرف منبسط شده است؟

 

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

 

اگر بادكنكی بر روی آب سرد باشد و به تدریج به آب گرما داده شود آن گاه چه اتفاقی برای بادكنك روی می ‌دهد؟

 

 

اساس كار دما سنج ‌ها چیست؟ چه پدیده ‌ای باعث حركت مایع درون دماسنج می ‌شود؟

 

 

اكنون درصدد بررسی اثر دما بر حجم مواد هستیم.

برای یافتن حجم جدید یك جسم بر اثر تغییر دما، مجدداً همانند یافتن مساحت آن عمل می‏ كنیم.

 

 

 

 

از آنجا كه ضریب انبساط طولی خیلی كوچك است بنابراین با صرف نظر كردن از توان های 2 و3 () به رابطه زیر می ‏رسیم.

V، V₀ و به ترتیب حجم اولّیه، حجم ثانویه (جدید) و تغییر حجم می ‏باشد. ما در مایعات همیشه با تغییر حجم مایع سروكار داریم و تعریف كردن ضریب انبساط طولی بی ‏معنی است.

بنابراین در مایعات، تغییر حجم را با ضریب انبساط حجمی بیان می‌كنند. رابطه انبساط مایعات به شكل زیر است.

 

 

ضریب انبساط حجمی مایعات است و واحد آن مثل برابر می ‏باشد.

در جدول زیر ضریب انبساط حجمی چند مایع آمده است.

 

با انجام آزمایش زیر می‏ توانید ضریب انبساط حجمی آب (یا مایعات) را بیابید.

در این قسمت توجه شما را به چند پرسش در این زمینه، جلب می نماییم:

 

پرسش:

به نظر شما انبساط ظرف شیشه‌ای بیشتر است یا مایعاتی مثل آب و روغن؟

راهنمایی و حل:

 

برای مقایسه انبساط مایعات و جامدات به آزمایش زیر توجّه كنید.

در این آزمایش مایعی را درون ظرف شیشه‌ ای می ‌ریزیم، سپس این مجموعه را گرم می‌ كنیم.

 

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

همان طور كه در فیلم فوق مشاهده نمودید بر اثر گرما، مایع درون ظرف شیشه‌ای بالا می ‌رود. پس می ‌توان نتیجه گرفت كه انبساط مایعات بیشتر از شیشه ( جامدات) می ‌باشد.

 

 

 

 

---

 

پرسش:

چه عاملی باعث شده تا موارد زیر به صورت هشدار بیان شود؟

 

 

اسپری‌های حشره كش یا خوش بو كننده را در آتش نیندازید!

تیوپ غریق نجات یا قایق بادی را در معرض نور خورشید قرار ندهید!

ظروف یا كنسرو درب بسته را در اجاق قرار ندهید!

 

 

راهنمایی و حل:

در تمامی موارد فوق گرمای منتقل شده به هوا (یا گاز محبوس در محفظه) باعث انبساط آن می ‌شود و امكان دارد محفظه تحمل فشار هوا را نداشته باشد و منفجر گردد.

 

---

 

پرسش:

با توجّه به فیلم زیر بگویید چرا سر اردك پایین رفته و بعد بالا می ‏آید؟

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

 

 

راهنمایی و حل:

اتر (موجود در ظرف شیشه‌ای پایین اردك) بر اثر جذب گرمای محیط منبسط شده و به قسمت سر اردك می ‏رود.

 

 

در نتیجه سر سنگین می ‏شود و پایین می ‏آید. در این هنگام در اثر برخورد نوك اردك به آب خنك، اتر منقبض شده و به سمت دم سرازیر می ‏شود و باعث سنگین شدن آن قسمت می ‏شود. پس سر اردك باز می‏ گردد.