ඝන ප්‍රසාරණය
ඝන ප්‍රසාරණය ප්‍රධාන මාතෘකා 03 ක් යටතේ අධ්‍යයනය කෙරේ.
- රේඛීය ප්‍රසාරණය / දිගෙහි වැඩි වීම.
- ක්ෂේත්‍රඵල ප්‍රසාරණය / වර්ගඵලයේ වැඩි වීම.
- පරිමා ප්‍රසාරණය / පරිමාවේ වැඩි වීම.
1. රේඛීය ප්‍රසාරණය
උෂ්ණත්වය සමඟ දිගෙහි සිදු වන වැඩි වීමයි.
රත් වීමක් නම් සාමාන්‍යයෙන් දිගෙහි වැඩි වීමක් ද සිසිල් වීමක් නම් දිගෙහි අඩු වීමක් ද සිදුවේ.
රේඛීය ප්‍රසාරණය රඳා පවතින සාධක,
- සාදා ඇති ද්‍රව්‍ය
- ආරම්භක දිග
- රත් කරන ලද උෂ්ණත්ව වෙනස
රේඛීය ප්‍රසාරණතාවය (\alpha)
යම් ද්‍රව්‍යයක ඒකක දිගක උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශකයකින් හෝ කෙල්විනයකින් ඉහළ නැංවීමේ දී දිගෙහි සිදු වන වෙනස් වීම එම ද්‍රව්‍යයේ රේඛීය ප්‍රසාරණතාවය ලෙස හඳුන්වයි.
\begin{array}{rcl}\text{ඒකක}\;&=&\;^\circ C^{-1}/\;K^{-1}\\&&\\\alpha\;&=&\;\dfrac{\;\Delta l\;}{l\;\Delta\theta}\;\;\end{array}
\alpha\,,
- ද්‍රව්‍ය මත රඳා පවතී.
- l හෝ ∆θ මත රඳා නො පවතියි.
- සාමාන්‍යයෙන් මෙම \alpha , 10-5 , 10-6 තරම් ඉතා කුඩා වේ.
- \alpha උෂ්ණත්වය මත ද මද වශයෙන් වෙනස් වේ. නමුත් ප්‍රායෝගික තත්ත්ව යටතේ එසේ වුවද ගැට‍ළු වල දී එය නො සලකා හරී.
- \alpha වැඩි ද්‍රව්‍යයක ප්‍රසාරණය ද වැඩිය.
ප්‍රසාරණය (\Delta l)\;=\;l\;\alpha\;(\Delta \theta)
දිගෙහි භාගික ප්‍රසාරණය ( \dfrac{\Delta l}{l})\;=\;\;\alpha\;(\Delta \theta)
- ද්‍රව්‍ය වර්ගය හා උෂ්ණත්ව වෙනස මත රඳා පවතියි.
- ආරම්භක දිග මත රඳා නොපවතියි.
දිගෙහි ප්‍රතිශත ප්‍රසාරණය ( \dfrac{\Delta l}{l})\%\;=\;100(\alpha\Delta \theta)\%
අවසාන දිග සෙවීම (θ උෂ්ණත්ව වෙනස, \alpha රේඛීය ප්‍රසාරණය)
\begin{array}{rcl}\Delta l\;&=&\;l\alpha\theta\\&&\\l_2-l\;&=&\;l\alpha\theta\\&&\\l_2\;&=&\;l+l\alpha\theta\\&&\\l_2\;&=&\;l(1+\alpha\theta)\end{array}උෂ්ණත්වය වැඩි වීමක් නම් මෙම සූත්‍රය (+) ලෙස ද උෂ්ණත්වය අඩු වීමක් නම් මෙම සූත්‍රය (-) ලෙස ද භාවිතා කරයි.
2. ක්ෂේත්‍රඑල ප්‍රසාරණය
මෙහි දී වර්ගඵලයේ සිදු වන ප්‍රසාරණය පිළිබඳ සාකච්ඡා කෙරේ.
ක්ෂේත්‍ර ප්‍රසාරණතාවය (β)
යම් ද්‍රව්‍යයක ඒකක වර්ගඵලයක උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශයකින් හෝ කෙල්විනයකින් ඉහළ නැංවීමේ දී ක්ෂේත්‍රඵලයේ සිදු වන වෙනස් වීම එම ද්‍රව්‍යයේ ක්ෂේත්‍ර ප්‍රසාරණතාවය යි.
\begin{array}{rcl}\text{ඒකක}\;&=&\;^\circ C^{-1}/\;K^{-1}\\&&\\\beta\;&=&\;\dfrac{\;\Delta A\;}{A\;\Delta\theta}\;\;\end{array}
β ,
- ද්‍රව්‍ය මත රඳා පවතී.
- උෂ්ණත්වය මත ද මද වශයෙන් වෙනස් වේ.
- ආරම්භක වර්ගඵලය මත රඳා නොපවතී.
ක්ෂේත්‍රඵලයෙහි ප්‍රසාරණය (\Delta A)\;=\;A\;\beta\;(\Delta \theta)
ක්ෂේත්‍රඵලයෙහි භාගික ප්‍රසාරණය ( \dfrac{\Delta A}{A})\;=\;\;\beta\;(\Delta \theta)
ක්ෂේත්‍රඵලයේ ප්‍රතිශත ප්‍රසාරණය ( \dfrac{\Delta A}{A})\%\;=\;100(\beta\Delta \theta)\%
අවසාන වර්ගඵලය සෙවීම
\begin{array}{rcl}\Delta A\;&=&\;A\beta\theta\\&&\\A_2-A\;&=&\;A\beta\theta\\&&\\A_2\;&=&\;A+A\beta\theta\\&&\\A_2\;&=&\;A(1+\beta\theta)\end{array}
α හා β අතර සම්බන්ධය
- ක්ෂේත්‍ර ප්‍රසාරණතාවය යන්න රේඛීය ප්‍රසාරණතාවය මෙන් දෙගුණයකි.
3. පරිමා ප්‍රසාරණය
මෙහි දී පරිමාවේ වැඩිවීම පිළිබඳ සාකච්ඡා කෙරේ.
පරිමා ප්‍රසාරණය රඳා පවතින සාධක,
- සාදා ඇති ද්‍රව්‍ය
- ආරම්භක පරිමාව
- රත් කරන ලද උෂ්ණත්ව වෙනස
පරිමා ප්‍රසාරණතාවය (γ)
යම් ද්‍රව්‍යයක ඒකක පරිමාවක උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශයකින් හෝ කෙල්විනයකින් ඉහළ නැංවිමේදී පරිමාවේ සිදු වන වෙනස්වීම එම ද්‍රව්‍යයේ පරිමා ප්‍රසාරණතාවය යි.
\begin{array}{rcl}\text{ඒකක}\;&=&\;^\circ C^{-1}/K^{-1}\\&&\\\gamma\;&=&\;\dfrac{\;\Delta v\;}{v\;\Delta\theta}\;\;\end{array}
පරිමා ප්‍රසාරණය (\Delta v)\;=\;v\;\gamma\;(\Delta \theta)
පරිමාවේ භාගික ප්‍රසාරණය ( \dfrac{\Delta v}{v})\;=\;\;\gamma\;(\Delta \theta)
පරිමාවේ ප්‍රතිශත ප්‍රසාරණය ( \dfrac{\Delta v}{v})\%\;=\;100(\gamma\Delta \theta)\%
අවසාන පරිමාව සෙවීම
\begin{array}{rcl}\Delta v\;&=&\;v\gamma\theta\\&&\\v_2-v\;&=&\;v\gamma\theta\\&&\\v_2\;&=&\;v+v\gamma\theta\\&&\\v_2\;&=&\;v(1+\gamma\theta)\end{array}
\alpha සහ γ අතර සම්බන්ධය
\begin{array}{rcl}L_2^3\;&=&\;L^3\;(1+\alpha\theta)^3\\&&\\L_2^3\;&=&\;L^3\;(1+3\alpha\theta+{3\alpha^2\theta^2+\alpha^3\theta^3)\;}\\&&\\\alpha\;\text{ඉතා කුඩා බැවින් }3\alpha^2\theta^{\;2}&\approx&0\;\text{හා}\;\alpha^3\theta^{\;3}\;\approx\;0\;\text{ලෙස සැලකේ.}\\&&\\L_2^3\;&=&\;L^3\;(1+3\alpha\theta)\\&&\\v_2\;&=&\;v(1+3\alpha\theta)\;\Rightarrow\;P\\&&\\v_2\;&=&\;v(1+\gamma\theta)\;\Rightarrow\;Q\\&&\\P&=&Q\;\text{නිසා,}\\&&\\\gamma\;&=&\;3\alpha\end{array}- පරිමා ප්‍රසාරණතාවය යන්න රේඛීය ප්‍රසාරණතාවය මෙන් තුන් ගුණයකි.
Video Links:
Results
#1. ඝන ලෝහ ගෝලයක් රත් කළවිට වැඩිම ප්‍රතිශතයකින් වැඩිවන්නේ එහි,
#2. 20°C දී ක්‍රමාංකනය කර ඇති ලෝහමය පරිමාණයකින් තඹ දණ්ඩක දිග L cm ලෙස එම උෂ්ණත්වයේදී ම මැනගනී. පරිමාණය සාදා ඇති ලෝහයේ සහ තඹවල රේඛීය ප්‍රසාරණ සංගුණක පිළිවෙලින් αs හා αc නම් 21°C උෂ්ණත්වයේදී පරිමාණ කියවීම cm වලින් කවරේද?
#3. විශ්කම්භය D වූ ලෝහ ගෝලයක හරි මැද විෂ්කම්භය d වූ කුහරයක් ඇත.ගෝලය රත් කලවිට කුහරයේ විෂ්කම්භය,
#4. ලෝහ බඳුනක් සම්පූර්ණයෙන්ම ද්‍රවයකින් පිරී ඇත. බඳුන තනා ඇති ලෝහයේ රේඛීය ප්‍රසාරණ සංගුණකය 2.0×10-6°C-1 ද ද්‍රවයේ සත්‍ය පරිමා ප්‍රසාරණ සංගුණකය 6.0×10-6°C-1 වේ. ද්‍රවය සහිත බඳුන රත්කිරීමේදී,
#5. සත්‍ය පරිමා ප්‍රසාරණ සංගුණකය γ වූ ද්‍රවයක ඝනත්වය 0°C හිදී ρ වේ. මෙම ද්‍රවය T උෂ්ණත්වයකට රත් කලවිට ද්‍රවයේ ඝනත්වයේ සිදුවන වෙනස,
#6. 0°C හිදී සිලින්ඩරාකාර ලී කුට්ටියක් එහි පරිමාවෙන් 80% ක් ද්‍රවය තුළ ගිලී පවතින සේ සිරස්ව පාවේ. ද්‍රවයේ උෂ්ණත්වය 62.5°C දක්වා ඉහළ නැංවූ විට ලී කුට්ටිය ද්‍රවය තුළ සම්පූර්ණයෙන් ගිලේ. ද්‍රවයේ සත්‍ය පරිමා ප්‍රසාරණ සංගුණකය වන්නේ,
