Hvorfor telefonledninger Sag på en varm dag?

Grunnen til telefonledninger sag fra telefonstolper på en varm dag er på grunn av termisk ekspansjon av kobberet ledninger. Atomene i ledningene er vibrerende raskere fordi de er ved en høyere temperatur. De mer energiske vibrasjoner utvide størrelsen av ledningene. Dette er ikke lett synlig i et stykke av metall av beskjeden størrelse. Men hvis metallet er trukket ut inn i en ledning med stor lengde, da den utvidelse i lengderetningen i det minste blir lettere målbar.

Molekylært nivå

Hvorfor telefonledninger Sag på en varm dag?


Temperatur er et mål for den kinetiske energien i atom vibrasjoner. Oppvarming av et objekt innfører kinetisk energi, som atom vibrasjoner. Som atomene vibrerer mer, presse de mot hverandre mer, overvinne de kohesive krefter kalt "metallisk bonding" (dvs. elektroner strømmer fritt gjennom metallioner, forårsaker repelling ioner for å være sammenhengende). De termisk agiterte ionene presse lenger borte fra hverandre, noe som fører til volumetrisk ekspansjon.

En observatør kan bli tilgitt for å tenke slakk ledninger på en varm dag betyr metallet smelter. For å teste om det er det forklare slakk, kan man vente til vinteren for å se om ledningene blir undervist på nytt. I så fall betyr at ekspansjonen var en reversibel prosess, ikke smelter.

Regnskap for Linear termisk ekspansjon i ingeniørfag

Hvorfor telefonledninger Sag på en varm dag?


Broer, tog spor, og telefonstolpe strenger er eksempler hvor den termiske utvidelsen av lange strekninger av metall må inngå en ingeniørs design.

I tilfellet med telefonstolpe strenger, mengden av slakk igjen i linje avhenger av temperaturen når strenger er ferdig. I minusgrader, bør linjene være spent ganske lært, slik at på varme dager, vil linjene ikke være så løs som å være i stand til å blåse sammen. Dommen må brukes ikke til å gjøre dem så lærte at telefonstolper ikke ville overleve vekten av is og snø på ledningene.

På den annen side, under varme dager på 80 ° C +, en linje 125 fot lang bør dyppe om en fot fra horisontalen. Dette kan virke som mye, men i begge ekstreme temperaturer, en bygger på en toleranse ved beregning av værsituasjoner og ledningen respons. Mer moderne systemer, ved hjelp av kveilet slakk, redusere sjansen for stramme linjer knipser fra stress av dårlig vær.

I tilfelle av broer og toget spor, er det ekspanderende materiale vektbærende, og bør derfor ikke bøyes. Så i stedet for å bygge i slakk, ingeniøren bygger i hullene (se bildet).

termometre

Termometre er en annen demonstrasjon av lineær utvidelse av en langstrakt stykke metall. Kvikksølvtermometre, er kvikksølv langstrakt i en tynn glassrør. For temperaturer for høyt for glass, for eksempel matlaging, er den langstrakte metall solid, ikke flytende, og endte opp i en spiral lenge nok til å slå en nål hele spekteret av et hjul.

.

.

.

.