۱۰ نمونه سؤال انبساط گرمایی؛
طول اولیه، تغییر دما و ضریب را با واحد سازگار بنویس

داده و واحد

ضریب α بر حسب 1/°C داده می‌شود. اختلاف دمای سلسیوس و کلوین از نظر اندازه برابر است، اما دمای آغاز و پایان را پیش از تفریق مرتب بنویس.

سؤال ۱: تغییر دما

دما از 20°C به 70°C می‌رسد. ΔT چقدر است؟

پاسخ: 70−20=50°C.

سؤال ۲: تغییر طول

میله‌ای با L₀=2 m و α=1.2×10⁻⁵ /°C به اندازهٔ 50°C گرم می‌شود. ΔL را بیابید.

پاسخ: ΔL=1.2×10⁻⁵×2×50=1.2×10⁻³ m یا 1.2 mm.

سؤال ۳: طول نهایی

طول نهایی میلهٔ سؤال قبل چیست؟

پاسخ: 2+0.0012=2.0012 m.

سؤال ۴: سردشدن

اگر همان میله 50°C سرد شود، علامت ΔL چیست؟

پاسخ: ΔT منفی و ΔL منفی است؛ طول کاهش می‌یابد.

سؤال ۵: دو برابرشدن طول

با α و ΔT ثابت، طول اولیه دو برابر شود تغییر طول چه می‌شود؟

پاسخ: ΔL نیز دو برابر می‌شود.

سؤال ۶: مقایسهٔ مواد

دو میله طول و تغییر دمای یکسان دارند؛ α مادهٔ A دو برابر B است. کدام بیشتر منبسط می‌شود؟

پاسخ: میلهٔ A، به اندازهٔ دو برابر B.

سؤال ۷: فضای انبساط

چرا میان قطعات بلند فلزی فضای انبساط در نظر می‌گیرند؟

پاسخ: تا افزایش طول ناشی از گرم‌شدن بدون ایجاد فشار و تغییر شکل ناخواسته امکان‌پذیر باشد.

سؤال ۸: سوراخ صفحه

با گرم‌شدن یکنواخت یک صفحهٔ فلزی دارای سوراخ، قطر سوراخ چه می‌شود؟

پاسخ: سوراخ نیز مانند بخشی از صفحه در همه جهت‌ها بزرگ‌تر می‌شود.

سؤال ۹: ضریب مجهول

میلهٔ 1 m با افزایش دمای 100°C، یک میلی‌متر بلندتر می‌شود. α چیست؟

پاسخ: α=0.001/(1×100)=1×10⁻⁵ /°C.

سؤال ۱۰: خطای طول نهایی

دانش‌آموز در فرمول به جای L₀، طول نهایی را قرار داده است. ایراد چیست؟

پاسخ: رابطهٔ خطی ΔL=αL₀ΔT بر طول اولیه بنا شده است؛ طول نهایی پس از محاسبهٔ تغییر به دست می‌آید.

چطور خودتصحیح کنی؟

سه مقدار L₀، T₁ و T₂ را پیش از حل جدا کن، میلی‌متر و متر را قاطی نکن و علامت ΔL را با گرم یا سردشدن کنترل کن.