การขยายตัวของของเหลว

คุณเคยสังเกตกิจกรรมของการให้ความร้อนหรือการต้มน้ำในหม้อที่อุณหภูมิหนึ่งซึ่งจะล้นออกมาในที่สุดหรือไม่? นี่เป็นเหตุการณ์หนึ่งของการขยายตัวในของเหลว การขยายตัวที่เกิดขึ้นในของเหลวนี้เรียกว่าการขยายตัวของปริมาตรเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ปริมาตรของของเหลวเพิ่มขึ้นมากขึ้น

คำจำกัดความของการขยายตัวคือการเพิ่มขนาดของวัตถุเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของสาร ขนาดการขยายตัวของสารขึ้นอยู่กับขนาดของวัตถุชิ้นแรกอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและชนิดของสารด้วย

ในของเหลวการขยายตัวที่เกิดขึ้นค่อนข้างง่ายที่จะสังเกตเห็นเมื่อเทียบกับของแข็งและสามารถวัดได้โดยใช้เครื่องวัดการขยายตัว นอกจากนี้การขยายตัวของของเหลวสำหรับของเหลวแต่ละประเภทก็แตกต่างกันด้วยเหตุนี้แม้ว่าในตอนแรกปริมาตรของของเหลวจะเท่ากัน แต่หลังจากได้รับความร้อนแล้วปริมาตรจะแตกต่างกัน

การขยายตัวของของเหลวนี้ใช้ในการใช้เครื่องวัดอุณหภูมิของเหลวโดยปกติของเหลวที่ใช้คือปรอทหรือแอลกอฮอล์ ลักษณะของของเหลวที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงในหลอดเส้นเลือดฝอยอันเป็นผลมาจากการขยายตัวของของเหลวใช้ในการวัดอุณหภูมิ

(อ่านเพิ่มเติม: รู้สองวิธีในการถ่ายเทพลังงานความร้อนและการทำงาน)

พื้นผิวของของเหลวขึ้นไปตามท่อฝอยและหยุดที่ตำแหน่งหนึ่งตามอุณหภูมิของวัตถุ อุณหภูมิที่วัดได้จะแสดงโดยสเกลที่เกิดขึ้นพร้อมกับพื้นผิวของของเหลวในหลอดคาปิลลารี ปริมาณการขยายตัวในของเหลวสามารถกำหนดได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:

ΔV = V ₀ yΔT = V ₀ 3αΔT = 3V ₀ αΔT

ข้อมูล :

ΔVคือการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของวัตถุ (m3)

V ₀คือปริมาตรเริ่มต้นของวัตถุ (m3)

y คือสัมประสิทธิ์ของการขยายปริมาตร (/ 0C)

ΔTคือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (0C)

ความผิดปกติของน้ำ

สารเกือบทั้งหมดเมื่อได้รับความร้อนหรือเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจะขยายตัวในขณะที่เมื่ออุณหภูมิลดลงจะมีการหดตัว อย่างไรก็ตามน้ำไม่ได้เกิดขึ้นเช่นนั้นเสมอไปเพราะเมื่อน้ำร้อนจากอุณหภูมิ 00C ถึง 40C จะหดตัวปริมาณน้ำจะไม่เพิ่มขึ้น ในทำนองเดียวกันเมื่ออุณหภูมิลดลงจาก 40C ถึง 00C น้ำจะไม่หดตัว แต่มีการขยายตัว เหตุการณ์นี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นความผิดปกติของน้ำหรือความผิดปกติ

ความผิดปกติของน้ำสามารถกำหนดได้ว่าเป็นข้อยกเว้นที่ของเหลวสามารถสัมผัสได้เมื่อถูกทำให้เย็นลงหรือเมื่อได้รับความร้อน ปรากฏการณ์ความผิดปกติของน้ำนี้อธิบายได้ว่าทำไมในฤดูหนาวมีเพียงน้ำบนพื้นผิวของทะเลสาบเท่านั้นที่กลายเป็นน้ำแข็งในขณะที่ปลายังคงว่ายน้ำอยู่ที่ด้านล่าง