На сколько миллиметров изменится длина метрового стержня из железа при переходе с улицы, где температура составляет
На сколько миллиметров изменится длина метрового стержня из железа при переходе с улицы, где температура составляет -22 градуса Цельсия, в здание с температурой +20 градусов Цельсия? Ответьте, округлив до тысячных. Коэффициенты термического расширения вещества: Алюминий - 0,000023 C−1o, Медь - 0,000015 C−1o, Железо - 0,000012 C−1o, Инвар (железо+никель) - 0,000002 C−1o.
Кузнец 41
Чтобы рассчитать изменение длины стержня, нам нужно использовать формулу для термического расширения материала:\[\Delta L = L \cdot \alpha \cdot \Delta T\]
Где:
\(\Delta L\) - изменение длины стержня,
\(L\) - изначальная длина стержня,
\(\alpha\) - коэффициент термического расширения материала,
\(\Delta T\) - изменение в температуре.
Нам дано, что изначальная длина стержня составляет 1 метр, температура на улице -22 градуса Цельсия, а температура в здании +20 градусов Цельсия.
Давайте рассчитаем изменение длины стержня для каждого материала и выберем тот, у которого наименьшее изменение.
Для железа:
\(\Delta L_{\text{железо}} = L \cdot \alpha_{\text{железо}} \cdot \Delta T = 1 \cdot 0,000012 \cdot (20 - (-22))\)
Таким образом, изменение длины стержня из железа составляет:
\(\Delta L_{\text{железо}} = 1 \cdot 0,000012 \cdot 42 = 0,000504\ метра\)
Округлив до тысячных, получаем:
\(\Delta L_{\text{железо}} \approx 0,001\ метра\)
Таким образом, длина метрового стержня из железа изменится на приблизительно 0,001 миллиметра при переходе из -22 градусов Цельсия на улице в +20 градусов Цельсия в здании.