એક મોટા સ્ટીલનાં પૈડાને તે જ દ્રવ્યની બનેલી મોટી ધરી ઉપર બંધબેસતું કરવું છે. $27 \,^oC$ તાપમાને ધરીનો બહારનો વ્યાસ $8.70\, cm$ અને પૈડાના કેન્દ્રમાં રહેલ છિદ્ર (હૉલ)નો વ્યાસ $8.69\, cm$ છે. સૂકા બરફ વડે ધરીને ઠંડી કરેલ છે. ધરીનાં કયા તાપમાને પૈડું તેના પર સરકવા લાગશે. જરૂરી તાપમાનના વિસ્તાર માટે સ્ટીલનો રેખીય પ્રસરણાંક અચળ રહે છે. તેમ સ્વીકારો $\alpha_{steel} =1.20 \times 10^{-3} \;K ^{-1}$.
એક મોટા સ્ટીલનાં પૈડાને તે જ દ્રવ્યની બનેલી મોટી ધરી ઉપર બંધબેસતું કરવું છે. $27 \,^oC$ તાપમાને ધરીનો બહારનો વ્યાસ $8.70\, cm$ અને પૈડાના કેન્દ્રમાં રહેલ છિદ્ર (હૉલ)નો વ્યાસ $8.69\, cm$ છે. સૂકા બરફ વડે ધરીને ઠંડી કરેલ છે. ધરીનાં કયા તાપમાને પૈડું તેના પર સરકવા લાગશે. જરૂરી તાપમાનના વિસ્તાર માટે સ્ટીલનો રેખીય પ્રસરણાંક અચળ રહે છે. તેમ સ્વીકારો $\alpha_{steel} =1.20 \times 10^{-3} \;K ^{-1}$.
The given temperature, $T=27^{\circ} C$ can be written in Kelvin as
$27+273=300 K$
Outer diameter of the steel shaft at $T, d_{1}=8.70 cm$
Diameter of the central hole in the wheel at $T, d_{2}=8.69 cm$
Coefficient of linear expansion of steel, $\alpha$ steel $=1.20 \times 10^{-5} K ^{-1}$
After the shaft is cooled using "dry ice', its temperature becomes $T_{1}$.
The wheel will slip on the shaft, if the change in diameter, $\Delta d=8.69-8.70$
$=-0.01 cm$
Temperature $T_{1},$ can be calculated from the relation:
$\Delta d=d_{1} \alpha_{\text {steel }}\left(T_{1}-T\right)$
$=8.70 \times 1.20 \times 10^{-5}\left(T_{1}-300\right)$
$\left(T_{1}-300\right)=95.78$
$\therefore T_{1}=204.21 K$
$=204.21-273.16$
$=-68.95^{\circ} C$
Therefore, the wheel will slip on the shaft when the temperature of the shaft is $-69\,^{\circ} C$
Similar Questions
બ્રાસ અને સ્ટીલના તારના રેખીય પ્રસરણાંક ${\alpha _1}$ અને ${\alpha _2}$ છે,તેમની $0°C$ તાપમાને લંબાઇ ${l_1}$ અને ${l_2}$ છે.જો કોઇપણ તાપમાને $({l_2} - {l_1})$ અચળ રહેતું હોય,તો
બ્રાસ અને સ્ટીલના તારના રેખીય પ્રસરણાંક ${\alpha _1}$ અને ${\alpha _2}$ છે,તેમની $0°C$ તાપમાને લંબાઇ ${l_1}$ અને ${l_2}$ છે.જો કોઇપણ તાપમાને $({l_2} - {l_1})$ અચળ રહેતું હોય,તો
પિત્તળ અને સ્ટીલના સળિયાના રેખીય પ્રસરણાંક અનુક્રમે ${ \alpha _1}$ અને$\;{\alpha _2}$ છે.પિત્તળ અને સ્ટીલના સળિયાઓની લંબાઇ અનુક્રમે ${l_1}$ અને${l_2}$ છે.જો $ (l_2 - l_1)$ ને બઘાં તાપમાનો માટે સમાન બનાવેલ હોય,તો નીચે આપેલા સંબંઘોમાંથી કયો સંબંધ સાચો છે?
પિત્તળ અને સ્ટીલના સળિયાના રેખીય પ્રસરણાંક અનુક્રમે ${ \alpha _1}$ અને$\;{\alpha _2}$ છે.પિત્તળ અને સ્ટીલના સળિયાઓની લંબાઇ અનુક્રમે ${l_1}$ અને${l_2}$ છે.જો $ (l_2 - l_1)$ ને બઘાં તાપમાનો માટે સમાન બનાવેલ હોય,તો નીચે આપેલા સંબંઘોમાંથી કયો સંબંધ સાચો છે?
- [NEET 2016]
જુદા જુદા પદાર્થના બે સળીયા છે જેના તાપમાન પ્રસ પ્રસરણ અચળાંક $\alpha_1$ અને $\alpha_2$ યંગ મોડ્યુલ્સ $Y_1$ અને $Y_2$ અને બનેને હલી શકે નહીં તેવી રીતે દિવાલમાં ફીટ કરવામાં આવ્યા છે. જો તેને એ રીતે ગરમ કરવામાં આવે કે તે બને એક સરખા વિસ્તરણ પામે છે. સળીયા કોઈ જ વળ્યા નથી અને જો $\alpha_1: \alpha_2=2: 3$ , ઉત્પન્ન થયેલું ઉષ્મીય પ્રતીબળ પણ સરખું છે જ્યારે $Y_1: Y_2$ એ .....
જુદા જુદા પદાર્થના બે સળીયા છે જેના તાપમાન પ્રસ પ્રસરણ અચળાંક $\alpha_1$ અને $\alpha_2$ યંગ મોડ્યુલ્સ $Y_1$ અને $Y_2$ અને બનેને હલી શકે નહીં તેવી રીતે દિવાલમાં ફીટ કરવામાં આવ્યા છે. જો તેને એ રીતે ગરમ કરવામાં આવે કે તે બને એક સરખા વિસ્તરણ પામે છે. સળીયા કોઈ જ વળ્યા નથી અને જો $\alpha_1: \alpha_2=2: 3$ , ઉત્પન્ન થયેલું ઉષ્મીય પ્રતીબળ પણ સરખું છે જ્યારે $Y_1: Y_2$ એ .....
ધાતુના એક પતરામાં છિદ્ર કરવામાં આવે છે. $27^{\circ}\,C$ તાપમાને આ છિદ્રનો વ્યાસ $5\,cm$ છે. જ્યારે આ પતરાને $177^{\circ}\,C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે છિદ્રનો વ્યાસ $d \times 10^{-3} \;cm$ બને છે. જો ધાતુનો રેખીય પ્રસરણાંક $1.6 \times 10^{-5}$ પ્રતિ ${ }^{\circ}\,C$. હોય તો $d$ નું મૂલ્ય $.............$ થાય.
ધાતુના એક પતરામાં છિદ્ર કરવામાં આવે છે. $27^{\circ}\,C$ તાપમાને આ છિદ્રનો વ્યાસ $5\,cm$ છે. જ્યારે આ પતરાને $177^{\circ}\,C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે છિદ્રનો વ્યાસ $d \times 10^{-3} \;cm$ બને છે. જો ધાતુનો રેખીય પ્રસરણાંક $1.6 \times 10^{-5}$ પ્રતિ ${ }^{\circ}\,C$. હોય તો $d$ નું મૂલ્ય $.............$ થાય.
- [JEE MAIN 2023]
કદ પ્રસરણ અચળાંક ગ્લીસરીનનો $49 \times 10^{-5} \,K ^{-1}$ છે જ્યારે $30^{\circ} C$ તાપમાન હોય ત્યારે ઘનતામાં થતો આંશિક ફેરફાર શોધો?
કદ પ્રસરણ અચળાંક ગ્લીસરીનનો $49 \times 10^{-5} \,K ^{-1}$ છે જ્યારે $30^{\circ} C$ તાપમાન હોય ત્યારે ઘનતામાં થતો આંશિક ફેરફાર શોધો?