|
Issiqlikdan kengayish.
Harorat ortishi bilan barcha qattiq obyektlarning hajmi
ortadi, bu atomlar va molekulalarning tebranma harakati natijasida sodir bo‘ladi.
Harorat oshganda atomlar o‘rtasidagi o‘rtacha masofa ortadi, bu butun qattiq
jismning kengayishiga olib keladi. Har qanday chiziqli o‘lchamning o‘zgarishi
(uzunlik, kenglik yoki balandlik)
chiziqli kengayish
deb ataladi.
T
2
haroratda
obyektning
l
2
uzunligi
T
1
haroratga mos keladigan
l
1
boshlang‘ich uzunlikka
quyidagi munosabat orqali bog‘lanadi:
(4.68)
Bunda
a
chiziqli kengayish koeffitsiyenti deb ataladi. Turli materiallar uchun
uning qiymati bir xil emas. Bu koeffitsiyentni quyidagicha aniqlash mumkin:
a =
(4.69)
bunda
∆T =
.
Issiqlikdan kengayishni yanada aniqroq qilib yuqori
tartibli polinomlar yordamida tasvirlash mumkin:
+
+…],
biroq
amaliyotda
chiziqli
approksimatsiyalash odatda etarli bo‘ladi. Qat’iy qilib aytadigan bo‘lsak,
a
koeffitsiyent amaldagi haqiqiy haroratga bog‘liq bo‘ladi. Biroq amaliyotda
aksariyat hollarda
a
ning kichik o‘zgarishlarini hisobga olmaslik mumkin.
Izotrop
materiallar
deb ataluvchi materiallar uchun kengayish koeffitsiyentlari har qanday
yo‘nalishda teng bo‘ladi. Obyektning maydoni va uning hajmining unchalik katta
bo‘lmagan o‘zgarishini yuqori aniqlik darajasi bilan quyidagi ifoda yordamida
ifodalash mumkin:
∆A = 2aA∆T
(4.70)
∆V = 3aV∆T
(4.71)
Issiqlikdan kengayish – juda foydali fizikaviy hodisa bo‘lib hisoblanadi,
uning asosida ko‘plab datchiklar ishlab chiqilgan, ular yoki issiqlik energiyasini
o‘lchaydi, yoki undan qo‘zg‘atish signali sifatida foydalanadi. Bir-biriga
elimlangan
X
va
Y
plastinkalardan tashkil topgan ko‘p qatlamli strukturani ko‘rib
chiqamiz (4.23A- rasm). Plastinkalar bir xil qalinlik va yuza maydoniga va bir xil
193
qayishqoqlik moduliga ega, biroq
a
1
va
a
2
issiqlikdan kengayish koeffitsiyentlari
har xil:
a
1
>
a
2
. Plastinkalar chap tomondan tayanch devorga mahkamlangan.
Plastinka qiziganda, ya’ni uning harorati
T
1
dan
T
2
ga o‘zgarganda
X
plastinka
Y
plastinkaga qarganda ko‘proq kengayadi. Ikkita plastinkaning mahkamlanish
zonasi
X
plastinkaga bir tekis kengayish imkonini bermaydi, shu bilan birgalikda Y
plastinkani uning
a
koeffitsiyentiga qaraganda ko‘proq kengayishga majbur qiladi.
Bularning barchasi ichki kuchlanish vujudga kelishiga olib keladi, natijada
struktura pastga qarab bukiladi. Bukilish radiusini quyidagi ifoda yordamida
baholash mumkin:
r =
(4.72)
Bukilish natijasida maksimal chetlashish konstruksiyaning erkin uchida
kuzatiladi. Bu chetlashish harorat o‘zgarishining o‘lchovi bo‘lib xizmat qilishi
mumkin. Kalibrlash haroratida struktura gorizontal holatni egallaydi deb faraz
qilinadi, biroq bu har doim ham shunday bo‘lavermaydi, chunki kalibrlashda
strukturaning formasi aniq vazifaning shartlari bilan belgilanadi. Amalda biometall
struktura haroratni siljishga qayta shakllantirgich bo‘lib hisoblanadi.
4.23- rasm. A – ikki qatlamli strukturaning egilishi, B – harorat datchigi sifatida
foydalaniladigan biometall spiral
194
Bunday
qayta
shakllantirgichlarning
aksariyati
temir-nikel-xrom
qotishmalaridan biometall plastinkalar ko‘rinishida ishlanadi. Ular -75 ... +600
harorat daipazonida o‘zini yaxshi tomondan ko‘rsatgan. Biroq unchalik katta
bo‘lmagan harorat o‘zgarishlarini o‘lchash uchun biometall plastinkalar to‘g‘ri
kelmaydi, chunki juda katta bukilish radiusiga (bir necha metr) va shundan kelib
chiqqan holda, strukturaning uchining juda kichik chetlashishiga ega bo‘ladi.
Biometall plastinkaning uchining chetlashishini quyidagi formula yordamida
aniqlash mumkin:
∆ = r
(4.73)
Bu yerda
r
(4.73) tenglamadan topiladi,
L
esa plastinkaning uzunligiga mos
keladi. Masalan, latun (
a
= 20
10
6
) va xromdan (
a
= 6
10
6
) tayyorlangan, uzunligi
L
= 50 mm, qalinligi
j
= 1 mm bo‘lgan biometall plastinka uchun harorat 10
ga
oshganda chetlashish ∆ = 0,26 mm ni tashkil qiladi. Bunday chetlashishni
qurollanmagan ko‘z bilan sezish juda qiyin, shu sababli sanoat termometrlarida
biometall plastinka spiral formasida ishlanadi (4.23B-rasm). Bu
L
uzunlikni
anchagina oshirish, va shundan kelib chiqqan holda, ∆ chetlashish kattaligini ham
oshirish imkonini beradi. Yuqorida keltirilgan misol uchun
L
= 200 mm bo‘lganda
chetlashish 4,2 mm ga teng bo‘ladi, bu oldingi qiymatga qaraganda anchagina
katta. Zamonaviy datchiklarda biometall strukturalar mikrotexnologiyalar uslublari
bilan tayyorlanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
