Наиболее используемые устройства - жидкостные термометры (Рис. 1 слева). В них жидкость залита в колбу, а шкалой является тонкая трубка. Если для измерения низких температур используют спиртовый термометр (до -70°С), то для более высоких - ртутные. Недостатком таких термометров является низкая прочность стеклянных колб.
В быту также используются и механические термометры. (Рис. 1 справа) В их основе лежит биметаллическая спираль на конце которой закреплена стрелка. Здесь использовано свойство, что у различных материалов разные коэффициенты линейного расширения. Изготовленная сразу из двух слоев металлов при нагревании начинает изгибаться.
Ещё шире биметаллические пластины используются в устройствах для регулировки (поддержания постоянной) температуры. Это регуляторы температуры, например, в электроутюгах. Изгибаясь биметаллическая пластина соединяет контакты электрической цепи. Такой же эффект использован в автоматах тока в бытовой электросети. (рис. 2 слева). Проходящий по цепи ток нагревает биметаллическую пластину установленную в механизм с пружиной, который отключает подачу электричества в цепь. Включить такой автомат можно только после его охлаждения.
И, конечно, все мы постоянно пользуемся холодильниками и, иногда, электропечами. В них используются сильфонные механизмы. (Рис. 2 -справа). Запаянная длинная трубка с жидкостью соединена с гибкой коробкой (сильфоном), изменение размеров которой и приводит к замыканию электроконтактов.
Особая проблема температурного расширения метала ощущается на железнодорожных путях. (Рис. 3). Но вместо устройства стыков примерно через 25 м применяют в местах соединений рельсов длиной 1000 и более метров конструктивное решение - температурный компенсатор.
В машиностроении температурное расширение применяется при горячем прессовании. Например, при соединении колесной пары для поездов. Отверстие в ободе колеса делается незначительно, но меньше диаметра оси. Затем обод нагревают до высокой температуры и быстро прессуют в него "холодную" ось. Соединение получается очень надёжным.
Объяснение:
Дано: ν=1 моль, V=const, T2=280 К, p2=3p1, Q−? Решение задачи: Согласно первому закону термодинамики количество теплоты Q, подведённое к газу, расходуется на изменение внутренней энергии газа ΔU и на совершение газом работы A. Запишем закон в математической форме: ₽ Инженерно Геодезические изыскания! Q=ΔU+A(1) Внутренняя энергия идеального газа зависит исключительно от температуры, её изменение ΔU возможно найти по формуле: ΔU=32νRΔT Работа газа A в изохорном процессе (V=const) равна нулю: A=0 Учитывая два последних полученных выражения, формула (1) примет вид: Q=32νRΔT(2) Для определения изменения абсолютной температуры газа ΔT в изохорном процессе необходимо найти начальную температуру газа T1, для чего воспользуемся законом Шарля: ₽ Инженерно Геодезические изыскания! p1T1=p2T2 Откуда: T1=T2p1p2 По условию задачи давление увеличилось в 3 раза, то есть p2=3p1, поэтому: T1=T2p13p1=13T2 Найдём изменение температуры газа ΔT: ΔT=T2–T1=T2–13T2 ΔT=23T2 Тогда формула (2) с учётом этого выражения станет такой: Q=32νR⋅23T2 Q=νRT2 Произведём расчёт численного ответа задачи: Q=1⋅8,31⋅280=2326,8Дж ответ: 2326,8 Дж. НАДЕЮСЬ ТАК?
