Резюме Защо жиците се късат в студа, Социална мрежа на педагозите

Резюме по темата: "Защо кабелите се счупват в студа"

Размер на прикачения файл
referat._pochemu_provoda_rvutsya_na_moroze.doc40 KB

KGSOU „Вечерно (сменно) общообразователно училище № 1

„ЗАЩО ЖИЦИТЕ СЕ ПУСКАТ НА СЛАДА“

Изготвен от ученик от 8 "Б" клас

РЕЗЮМЕ по темата: Защо кабелите се счупват на студа.

Признаваме, че данните за зависимостта на много свойства от температурата не са включени във всички справочници. Въпреки това, вече от общите представи за структурата на материята, може да се каже, че промяната на физическата температура с 5–10% далеч от фазовите или агрегатните преходи не може да доведе до сериозни последствия. Например повечето феромагнетици губят уникалните си магнитни свойства при температури около +400...1000 °C (точка на Кюри). Що се отнася до якостта, разглеждайки съответния справочник, можете да видите, че тя се увеличава само с намаляване на температурата [1]. Фактите обаче са ясни: жиците наистина се спукаха на студа. Какъв е проблема? Нека разгледаме два конкретни примера.

Тел, опънат между две опори, разположени на разстояние 50 m една от друга, се увисва с 20 cm при температура на въздуха -30 ° C. Как ще се промени дълбочината на провисване, когато навън стане по-топло до 0 ° C? Колко пъти ще намалее напрежението на жицата? За удобство помислете за формата на "увисване" като триъгълна *. Коефициентът на линейно разширение на материала на телта е 17 10–6 deg–1.

Решение. 1. Ако при температура 0 °С дължината е равна на L0, то при охлаждане до температура –30 °С дължината ще се промени с ∆Lt = L0αt. Така че, ако на студено жицата има дължина 25 m, тогава при нагряване до нула нейното удължение ще бъде ∆Lt = 25 30 17 10–6 ≈ 1,27 cm.

Вземетевръзка, свързваща провисването h с разстоянието между опорите L и удължението ∆L (за оценката ще вземем предвид само основните членове):

(L + ∆L)2 = L2 + h2 2L ∆L ≈ h2.

Според тази формула установяваме, че в студа половината от висящата тел се удължава с 1 mm спрямо 25 m, а ако се удължи с 1,27 cm, с повишаване на температурата дълбочината на провисване ще стане около 80 cm.

Ако жицата е подложена на натоварване F, поне от собственото си тегло, тогава нейното напрежение се определя от правилото за разлагане на силата:

От това получаваме съотношението на напрежението на проводника при посочените температури

Коментирайте. Тъй като основите на опорите са монтирани под дълбочината на замръзване на почвата (за да се предотврати подуване), естествено е да се пренебрегне промяната на разстоянието между опорите. Изчисленията могат да се извършват без да се използват правилата за приблизителни изчисления, но по-точни изчисления не са оправдани тук.

Сега нека поставим задачата малко по-различно.

Тел, опънат между две опори, разположени на разстояние 50 m една от друга, се провисва с 20 cm при температура на въздуха 0 ° C. Как ще се промени провисването, когато навън стане студено до -30 ° C? С колко пъти ще се увеличи напрежението на жицата?

Решение. Използвайки направените оценки, знаем: провисване от 20 cm означава, че телта е само с 2 mm по-дълга от разстоянието между опорите. Намаляването на дължината на жицата при охлаждане до температура от -30 ° C се оказва приблизително 2,6 cm, т.е. жицата неизбежно трябва да се счупи. Ако това не се случва навсякъде, това означава, че медта претърпява значителна пластична деформация преди унищожаване: тя се разтяга необратимо, доколкото е възможно.

По този начин, за да се предотврати счупване на телта, е необходимо да се увеличи нейното увисване предварително преди началото настудено време и след това, когато настъпи топло време, дръпнете отново кабелите. Доскоро по тролейбусните стълбове можеха да се видят устройства за контрол на напрежението - под формата на система от блокове и гирлянди от висящи товари.

Температури, открити в природата и технологията

1. Електрически разряд (19500 °C).

2. Газове в колона от електрическа дъга при нормално атмосферно налягане, електрическо заваряване (приблизително 6000 ° C и повече).

  1. Повърхност на Слънцето (6000 °C).
  2. Слънчева пещ за научни изследвания (3600 C).
  3. Газове в камерата на ракетния двигател (3400 °C).
  4. Волфрамът се топи (3380 °C).
  5. Електродъгова пещ (2000 - 3500 °C).
  6. Нажежаема жичка на електрическа лампа (2500 ° C).
  1. Двутактов карбураторен двигател с вътрешно горене (когато горивото се изгаря при около 2300 ° C).
  1. Домейнен процес (1500 - 1800 ° С).
  2. Електрическа печка спирала (600 С).
  3. Водата кипи при нормално атмосферно налягане (100 С).
  4. Телесна температура на бозайници и птици (37 - 45 C), риби (29 - 35 C)
  1. Средната температура на земния климат (15 C).
  2. Средна температура на океана (10 °C)
  3. Ледът се топи при нормално атмосферно налягане (O C).
  4. Мухълът расте (-6 C).
  5. Смес от лед и готварска сол (-20 ° C).
  6. Средна температура в Антарктида (-57 °С).
  7. Течен въздух при точка на кипене (-192°C).
  8. Спорите се запазват при охлаждане до - 250°C.
  9. Семената на висшите растения остават жизнеспособни след охлаждане до -269 °C.
  10. Теоретична граница на падане на температурата (-273,15°C).