Kraft-Rörelse [15619] Ursprunglig fråga: Svar: Termisk expansion (att material utvidgar sig när temperaturen blir högre): Metaller utvidgar sig mer än glas, se tabell i artikeln Coefficient_of_thermal_expansion . Lägg märke till att den öppna delen av locket expanderar som om den vore gjord av metallen. Utvidgningskoefficienten för hål är alltså lika med den för omgivningen, se länk 1 (stycket "Thermal expansion : expanding holes") för bevis. Dessutom leder metall värme bra, medan glas leder värme dåligt. Locket blir alltså varmare än glaset, vilket förhöjer effekten att locket expanderar relativt burken. Det blir då lättare att lossa locket dels för att kontakten med burken blir mindre, och dels för att eventuella tryckskillnader kan utjämnas (se nedan). Att ett hål expanderar som omgivningen används i mekanisk industri för något som kallas krympförband (Shrink-fitting ). Undertryck: Locket sätts på vid en förhöjd temperatur. För en ideal gas gäller den ideala gaslagen (se fråga 15294 eller Gas_laws ) att pV = nRT Vid konstant volym V och konstant mängd gas (n) är tryckändringen Dp proportionellt mot temperaturändringen DT. Vi får Dp/p = DT/T Om omgivningstemperaturen är 20oC = 293 K och temperaturen när locket sattes på 100oC får vi Dp = p*80/293 = 1.013*105*80/293 = 28000 N/m2 (pascal, Pa) Om locket har en radie på 3 cm är ytan 32*p, dvs c:a 30 cm2. Totala kraften på locket blir då 0.0030*28000 = 84 N. Detta motsvarar kraften som krävs för att lyfta c:a 8 kg, alltså en ganska stor kraft. Om man värmer upp burken genom att hålla den länge under varmvattenskranen reduceras tryckskillnaden och därmed kraften. Observera alltså att tricket att hålla burken under varmvattenkranen hjälper för båda förklaringarna ovan! Mikroskopisk förståelse av gaslagen: Nyckelord: utvidgning [8]; gaslagen, allmänna [24]; *vardagsfysik [64]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.