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鐵圈加熱後,內徑是會變大還是變小?

變大
就如同前面大大講的,某些機械在極小公差下組裝「軸」與「孔」,標準程序就是先加熱「孔」,用瓦斯噴燈加熱,再將「軸」一邊敲打進去。有時動作太慢,也會使得「軸」吸收太多熱量,軸徑也跟著膨脹,兩者就卡住了。
整體變大:所以內徑會變大

應用的例子:一些需要緊配合的物件

例如:火車的鋼輪就是,利用加熱後把原本比火車輪軸外徑小的鋼輪,讓內徑變得比火車輪軸外徑外稍大些套入

冷卻後,因為火車的鋼輪內徑變小,就會很緊的套住,達到兩者密合的效果
突然覺得這問題很有趣,值得探討

首先,我們要了解這個鐵圈是如何改變??
大家都知道會熱脹冷縮
那麼,是整體變大?
還是物體變大?

可以看下面的圖示
左上是原本的鐵圈,右上是中心內徑不變,但鐵的體積增大了
下面的鐵圈是全部都一起變大了




沒想到,畫了圖之後,我也搞迷糊了??
鐵圈到底是用怎樣的方式變大???




gsxr600 wrote:
突然覺得這問題很有趣...(恕刪)


你都畫出圖了阿

如果把鐵圈想成100個小立方體組成

然後加熱後假定, 長寬高各變大1公分

那上面的圖, 是只考慮到面的變大, 這裡當作是長寬各變大1公分, 但高度(軸是向鐵圈線的方向)沒變大, 所以內徑就會變小

但高度也會變大, 而且是100個小立方體累加的, 所以是變大100公分, 因此整體而言, 內並反而變大了

上面是用來解釋的啦, 數據方面就放過我吧
gsxr600 wrote:
突然覺得這問題很有趣...(恕刪)


不知道正不正確,但是小弟記得熱漲冷縮是因為分子活動力增加或減少。分子因熱而活動力增加,因此分子跟分子間的間隔變大,使得物體膨脹。用您圖中的鐵圈最內側放大來看,若是縮小的鐵圈,那最內側分子應該是受到擠壓的。反之,膨脹的鐵圈無論內側或外側,都是膨脹的。
wrote wrote wrote:
照題目所設定的

正解是變大

但一般人都說是變小
內徑不變

外徑變大--熱脹冷縮

如果內徑會變大或者縮小,那內燃機引擎在作動時會非常危險..
其實,只要拿個鐵圈用瓦斯加熱後,再用精密量器量一量,就可以知道答案了,不過,誰有這個閒工夫去搞這樣的報告呢?

一開始覺得是外徑變大.內徑變小
後來只想到熱漲冷縮
就覺得是變大了
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