Archive for category fizyka

Najdokładniejszy termometr świata


Naukowcy z University of Adelaide wynaleźli termometr mierzący temperaturę z rekordową dokładnością. Urządzenie to wykorzystuje światło i jest w stanie określić temperaturę z dokładnością do 30 miliadrowych części w ciągu jednej sekundy.Zespół naukowców na czele z Andre Luiteną wykorzystali zupełnie nowy sposób w swoim patencie. Wykorzystali czerwone i zielone światło krążące wewnątrz kryształu w kształcie dysku. Gdy dojdzie do zmiany temperatury dysku zmienia się szybkość przemieszczania światła. Wartość temperatury jest odczytywana dzięki porównywaniu różnicy szybkości światła zielonego i czerwonego. Tego typu urządzenia mogą być wykorzystywana nie tylko do pomiarów temperatury ale również wykrywania zmian ciśnienia, radioaktywności czy zanieczyszczenia.

Źródło: http://nt.interia.pl/technauka/news-najdokladniejszy-termometr-swiata,nId,1438263

 

 

Reklamy

Dodaj komentarz

Wynaleziono Promień Ściągający


Naukowcom udało się opracować promień ściągający. Często występowały one w filmach sci-fi, na statkach kosmicznych i były one w stanie wciągać na ich pokład różne obiekty. Próbę stworzenia takiego promienia podjęto już w 2010 rok, jednak nie uzyskono oczekiwanych efektów. Tym razem grupie naukowców udało się opracować technologię, która przy pomocy fali akustycznych , skierowanych pod odpowiednim kątem wytwarza fale niskiego ciśnienia, która przyciąga obiekt ku źródłu fal. Technologia jest  we wczesnym stadium rozwoju i jesteśmy w stanie przyciągać tak przedmioty o średnicy nie większej niż 1 cm.

Źródło: http://technowinki.onet.pl/technika/naukowcy-opracowali-promien-sciagajacy/eb3qr

Dodaj komentarz

Zero Bezwzględne i jego przekroczenie


Zero bezwzględne to temperatura, która odpowiada -273,15 °C. Przez dziesiątki lat wydawała się to najniższa możliwa do uzyskania temperatura. Została opracowana przez lorda Kelvina w XIX wieku i według praw fizyki jest to temperatura, w której ustają wszelkie drgania cząstek.

Dopiero na początku 2013 roku niemieckim naukowcom z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium udało się pobić tą granicę. Ulrich Schneider i jego ekipa badawcza zamrozili atomy potasu w postaci gazu do temperatury niewiele wyższej od zera bezwzględnego. Następnie uwięzili je za pomocą laserów i pola magnetycznego. Dzięki nagłej zmianie pola i tym samym właściwości atomów udało się zaobserwować spadek temperatury do kilku miliardowych poniżej -273,15 °C.

Osiągnięcie tej temperatury daje naukowcom zupełnie nowe możliwości. Jak przypuszczają, atomy poniżej tej „najniższej” wartości mogłyby poruszać się w kierunku przeciwnym do przyciągania ziemskiego, zaprzeczając tym samym prawom ciążenia.

 

Źródło: http://tvnmeteo.tvn24.pl/informacje-pogoda/ciekawostki,49/zero-absolutne-pokonane-moze-byc-chlodniej,72463,1,0.html

 

2 Komentarze

Przykłady rozszerzalności termicznej liniowej


  • Dylatacje szyn:

„Szyny wykonane są ze stali i zgodnie z zasadami fizyki pracują pod wpływem zmiany temeperatur – przy niskiej temperaturze się kurczą, a przy wysokiej wydłużają. Z tego powodu w pewnych odstępach montuje się tak zwane styki dylatacyjne szyn umożliwiające wzajemne ruchy dwóch odcinków szyn wobec siebie. Bez zastosowania dylatacji wysokie temperatury powodowałyby rozszerzanie się szyn co powodowałoby wybrzuszanie torów, a w zimie następowałaby deformacja poprzez kurczenie się szyn.
Styki dylatacyjne stosuje się również przy mostach i wiaduktach.
W przypadku torowisk układanych na podkładach stopy styków dylatacyjnych przytwierdza się wyłącznie do podkładów drewnianych jako bardziej „elastycznych” niż betonowe i strunobetonowe”.
http://www.transportszynowy.pl

  • O metodzie laboratoryjnej wyznaczania liniowego współczynnika rozszerzalności ciał stałych pisze dr inż. Tadeusz Pieczonka z Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej AGH w Krakowie (poprzedzając rzetelnym teoretycznym wstępem):

http://www.kmimp.agh.edu.pl/pliki/TEC-Dyl.pdf

http://kolekcjoner205.flog.pl/wpis/2294874/przerwa-dylatacyjna

„Troszeczkę” szersza przerwa dylatacyjna jednego z torów manewrowych stacji Częstochowa Raków.
http://kolekcjoner205.flog.pl/wpis/2294874/przerwa-dylatacyjna

Szczeliny dylatacyjne w konstrukcji bocznego chodnika mostu.
http://www.carrascal.net46.net/fisicas/termometria/fundamentos.htm

Źródło: Halliday, Resnick and Walker, Fundamentals of Physics, Enhanced Problems Version, Figure 19-9 (Wiley, 2003)
http://www.upscale.utoronto.ca/IYearLab/Intros/ThermalExpans/ThermalExpans.html

Obecnie stosuje się coraz częściej styk skośny – jego zaletą jest brak przerw pomiędzy szynami przy skróceniu długości.
http://www.transportszynowy.pl/torytramdylatacja.php

, , ,

Dodaj komentarz

Rozszerzalność termiczna – liniowa czyli jednowymiarowa


Jak podaje Wikipedia:

„Rozszerzalność cieplna (rozszerzalność termiczna) – właściwość fizyczna ciał polegająca na zwiększaniu się ich długości (rozszerzalność liniowa) lub objętości (rozszerzalność objętościowa) w miarę wzrostu temperatury.”

Pomimo tej definicji wyróżniamy jednak następujące typy:

  • rozszerzalność liniowa
  • rozszerzalność powierzchniowa
  • rozszerzalność objętościowa

Nie istnieją takie ciała fizyczne, które rozszerzają się tylko w jednym kierunku. Ciała anizotropowe rozszerzają się natomiast niejednakowo w rożnych kierunkach i wtedy współczynnik rozszerzalności termicznej zależy od kierunku. Ciała fizyczne zawsze zmieniają swoją objętość, stąd jako zjawisko istnieje tylko rozszerzalność objętościowa, natomiast obserwacje można zawęzić tylko do rozszerzalności liniowej, jeżeli inne efekty są mało znaczące lub są znaczące, ale nie są istotne dla rozważanego problemu.

Każde ciało zmienia swą objętość pod wpływem temperatury. Dopiero zakładając, że rozważamy ciało, którego proporcje wymiarów pozwalają zaniedbać zjawisko rozszerzalności w pewnym kierunku, np. długi pręt metalowy rozszerza się we wszystkich kierunkach, ale wartość zmiany długości jest o wiele większa niż średnicy (a tym samym pola przekroju). Wtedy mówimy o rozszerzalności liniowej.
Mówimy o rozszerzalności liniowej także wtedy, gdy nie interesują nas inne efekty (betonowa nawierzchnia mostu rozszerza się również poprzecznie, ale tylko wzdłuż nas interesuje – do tego problemu stosujemy opis liniowy).
Powyższe dotyczy wyłącznie ciał stałych. Rozszerzalność powierzchniowa i liniowa nie ma sensu dla cieczy i gazów.

Analizując to zjawisko należy wziąć pod uwagę takie parametry jak przewodnictwo cieplne i czas procesu – na tyle duże, by wykluczyć inne efekty, jak np. pękanie szklanki pod wpływem wlewania wrzątku. To nie jest przykład na rozszerzalność cieplną tylko zbyt niskie przewodnictwo dla dużych różnic temperatur.

Poza tym sama nazwa: rozszerzalność liniowa kojarzyć się może błędnie z przebiegiem procesu (funkcja liniowa, wykładnicza, itp.), w którym zmiana długości jest zawsze tak samo proporcjonalna do zmiany temperatury.

rozszerzalność jednowymiarowa (liniowa).

Przyjmuje się, że zmiana długości jest proporcjonalna do zmiany temperatury. Jest to założenie nie zawsze prawdziwe, ale wygodne do wyprowadzenia podstawowych zależności.

Inne oczywiste założenia to jednorodność struktury ciała, zmiana temperatury nie przekraczająca temperatury topnienia i brak więzów. Na ciało umocowane sztywno z dwóch stron będzie miał wpływ stopień odkształcenia mechanicznego (przy ściskaniu/rozciąganiu) który nałoży się na zjawisko rozszerzalności termicznej.
W rzeczywistości zmiana długości jest proporcjonalna do zmiany temperatury w wąskich zakresach, a proporcjonalność ta może się zmieniać.

W temperaturze t0 mierzymy długość x0 (długość początkowa). W temperaturze t1 długość mierzonego ciała wynosi już x1.
Zmiana długości zależy od:

  • pierwotnej wartości  x0,
  • stopnia rozszerzalności liniowej (jednowymiarowej) α dla tego ciała
  • wielkości zmiany temperatury Δt.

Stąd:
x1 = x0+Δx = x0+x0*αΔt = x0(1+αΔt)
Może mieć wartość ujemną – ciała ogrzewane kurczą się, może też mieć różną wartość w zależności od kierunku pomiaru: ciała anizotropowe nie rozszerzają się jednakowo w różnych kierunkach. Dla różnicy temperatur Δt długość ciała zmieni się o x0α Δt.
Jeżeli wynik ma być poprawny, musi być w tych samych jednostkach po obu stronach znaku równości. Jednostką współczynnika rozszerzalności jest K-1.

Dodaj komentarz

naukowcy


– Panowie macie ze sobą coś wspólnego.  Doktor Davis odkrył cząstkę, której nikt nigdy nie widział, a profesor Higbe galaktykę, której również nikt do tej pory nie widział.

,

Dodaj komentarz

%d blogerów lubi to: