【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第三章物體的熱膨脹

(資料圖)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的?！?

§3-4固體的體膨脹

【01】固體受熱時(shí)，它的各個(gè)線度都要增長，因此，它的體積也增大。這種增大的現(xiàn)象叫做固體的體膨脹。

【02】跟線脹系數(shù)相似，我們可以用體脹系數(shù)來表明不同物質(zhì)的體膨脹特性。實(shí)驗(yàn)指出，象線膨脹一樣，當(dāng)溫度變化范圍不太大時(shí)，也可以認(rèn)為固體體積的增大跟溫度的升高成正比。

【03】由于溫度上升1°C 所引起的固體體積的增大跟它在0°C?時(shí)的體積的比，叫做體脹系數(shù)。

【04】溫度下降1℃時(shí)固體體積的縮小跟它在0℃時(shí)的體積之比，也等于體脹系數(shù)。

【05】設(shè)固體在0°C 時(shí)的體積為 V?，在 t°C 時(shí)的體積為Vt，則 Vt－V? 是溫度升高 t°C 時(shí)固體體積的增大，是溫度升高1°C 時(shí)固體體積的增大。如果用 β 表示體脹系數(shù)，那么

【06】體脹系數(shù)的單位也是1/度。

【07】當(dāng)V?＝1個(gè)單位體積和 t＝1°C 時(shí)，β＝Vt－V?? 。也就是說，體脹系數(shù)的數(shù)值等于單位體積的固體從0°C 升高到1°C 時(shí)體積的增長值。

【08】公式(3·4)還可以寫成：Vt－V?＝βV?t；Vt＝V?＋βV?t；或?

【09】因此，只要知道固體在0°C 時(shí)的體積和它的體脹系數(shù)，就能夠根據(jù)這個(gè)公式計(jì)算出它在任意溫度下的體積。上式中的 (1＋βt) 稱為體脹二項(xiàng)式，它表示固體在 t°C 時(shí)的體積同它在0°C 時(shí)體積的比值。

【10】與§3-4中的討論相似，由于固體的膨脹很小，所以在一般計(jì)算中可以用溫度 t?°C 時(shí)的體積 V?來代替公式(3·5)中的V?，用溫度的變化(t?－t?)來代替t? 。于是溫度 t?°C時(shí)的體積V?可以由下面的近似公式來表示：

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