Global EE

Тепловые Явления — Задание 18 ОГЭ по физике №00018547

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

Тепловые Явления

№2. Задание 18

ID: 00018547

Линейное тепловое расширение твёрдых тел

Простые опыты и наблюдения показывают, что при повышении температуры размеры тел немного увеличиваются, а при охлаждении — уменьшаются. Так, сильно разогретый болт не входит в резьбу, в которую он свободно входил, будучи холодным. Закон линейного теплового расширения гласит, что тело с линейным размером $L_0$ при увеличении его температуры на $\Delta t$ и отсутствии внешних механических сил расширяется на величину

$L - L_0 = \alpha L_0 \Delta t$,

где $\alpha$ — коэффициент линейного теплового расширения, измеряемый в обратных градусах (°C$^{-1}$). Каждый материал характеризуется собственным значением $\alpha$. Например, коэффициент линейного теплового расширения алюминия почти в 6 раз больше, чем у вольфрама. Если склепать вместе при комнатной температуре две прямые пластинки из этих металлов, а затем нагреть, они изогнутся дугой — один металл расширяется сильнее другого.

При 0 °C длины двух стержней, изготовленных из двух разных металлов, одинаковы и равны 1 м. Затем оба стержня нагрели на 100 °C. На сколько будут различаться длины этих стержней, если известно, что их коэффициенты линейного теплового расширения отличаются на $1{,}5\cdot10^{-5}$ °C$^{-1}$? Ответ поясните.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Каждый стержень удлиняется по закону $\Delta L = \alpha L_0 \Delta t$. Стержни одинаковой начальной длины $L_0$ нагреты на одинаковое $\Delta t$, поэтому разность их удлинений зависит только от разности коэффициентов $\alpha$.

Считаем разность

$\Delta L_1 - \Delta L_2 = (\alpha_1 - \alpha_2) L_0 \Delta t = 1{,}5\cdot10^{-5}\cdot 1 \cdot 100 = 1{,}5\cdot10^{-3}$ м $= 1{,}5$ мм.

Ответ: длины стержней будут различаться на 1,5 мм.

Ответ

1,5 мм

Видеоразбор

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)