지식나눔

열팽창에 관해서 질문드려요.

만약 금속판에 약간 큰 구멍을 뚫고 그 금속판을 가열하면 구멍이 줄어드나요.. 아니면 커지나요?..
제 생각에는 줄어들 거 같아요.. 왜냐하면 구멍둘레의 원자들은 다른 원자들에 비해서 금속원자들 간의 상호작용을 덜 받게 되고 결과적으로 힘의 합력이 구멍쪽으로 향하게 되니까요..
생각은 그렇게 하지만 확신할 수가 없어서 여쭈어 봅니다..
읽어주셔서 감사합니다. 답변 부탁드립니다. 
  • 열팽창
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답변 4
  • 답변

    이응신님의 답변

    물리학 교재를 보면 금속이 팽창하는 것은 사진의 필름을 확대하여 인화하는 원리와 같다고 설명하고 있습니다.

    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/thexp2.html#c1

     
    물리학 교재를 보면 금속이 팽창하는 것은 사진의 필름을 확대하여 인화하는 원리와 같다고 설명하고 있습니다.

    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/thexp2.html#c1

     
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  • 답변

    이응신님의 답변

    수학적으로 따져보지는 않았으나 상식적으로 생각할 때 팽창을 하면 원자들끼리 간격이 넓어지지 않나요?

    금속을 이루는 원자들사이의 간격이 전부 넓어진다고 할 때 가운데 있는 구멍의 테두리를 이루는 원자들간의 간격도 넓어진다고 가정할 수 있지 않을까요? 그렇다면 오히려 구멍의 지름이 증가할 수도 있다는 생각이 듭니다.
    수학적으로 따져보지는 않았으나 상식적으로 생각할 때 팽창을 하면 원자들끼리 간격이 넓어지지 않나요?

    금속을 이루는 원자들사이의 간격이 전부 넓어진다고 할 때 가운데 있는 구멍의 테두리를 이루는 원자들간의 간격도 넓어진다고 가정할 수 있지 않을까요? 그렇다면 오히려 구멍의 지름이 증가할 수도 있다는 생각이 듭니다.

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  • 답변

    신동협님의 답변


    저는 금속이 가열될 시 모든 방향으로 팽창이 발생할 것으로 생각됩니다.

    그래서 원의 직경이 감소할 것으로 생각됩니다.

    그리고 구멍둘레의 원자에 미치는 상호작용효과는 미미 할 것으로 생각됩니다.

    실제로 표면에서 수 마이크로 안쪽으로 들어가면 벌크의 원자의 배열과 비슷할

    것이고 열팽창 현상도 비슷하기 때문입니다.

    단 구멍의 크기가 매우 작은 나노 마이크로 크기라면 다른 변수들이 많이 영향을

    줄 수 있지만, 수 밀리 수 센티밀터면 큰 영향이 없을 것으로 생각됩니다.

    저는 금속이 가열될 시 모든 방향으로 팽창이 발생할 것으로 생각됩니다.

    그래서 원의 직경이 감소할 것으로 생각됩니다.

    그리고 구멍둘레의 원자에 미치는 상호작용효과는 미미 할 것으로 생각됩니다.

    실제로 표면에서 수 마이크로 안쪽으로 들어가면 벌크의 원자의 배열과 비슷할

    것이고 열팽창 현상도 비슷하기 때문입니다.

    단 구멍의 크기가 매우 작은 나노 마이크로 크기라면 다른 변수들이 많이 영향을

    줄 수 있지만, 수 밀리 수 센티밀터면 큰 영향이 없을 것으로 생각됩니다.

    답변 감사드립니다. https://www.youtube.com/watch?v=fZaAqRS6uOM 이거 같이 보았으면 해요
    그래도 감사합니다.

  • 답변

    유기봉님의 답변

    크기와도 비래할것 같습니다
    보통 큰철판 후판에 홀이 가공되어 있고 샤프트를 조립할 경우
    공차가 타이트할 경우 홀 주변을 가열하면 샤프트가 쉽게 들어가게 됩니다
    실제 작업시 적용하는 방법이라 구멍이 커진다고 할수있을것 같습니다.
     
    크기와도 비래할것 같습니다
    보통 큰철판 후판에 홀이 가공되어 있고 샤프트를 조립할 경우
    공차가 타이트할 경우 홀 주변을 가열하면 샤프트가 쉽게 들어가게 됩니다
    실제 작업시 적용하는 방법이라 구멍이 커진다고 할수있을것 같습니다.
     
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