આપણે એવાં સ્કેલ બનાવવાનું પસંદ કરીએ કે જેની લંબાઈ તાપમાન સાથે ન બદલાય. આ માટે એકમ તાપમાનના તફાવતે લંબાઈમાં તફાવત $10\, cm$ રહે તેવી દરખાસ્ત છે. આ માટે આપણે બ્રાસ અને લોખંડની બનેલી પટ્ટી લઈએ કે જેમની લંબાઈઓ જુદી જુદી હોય પણ તેમની લંબાઈઓમાં એવી રીતે ફેરફાર થાય કે જેથી લંબાઈઓનો તફાવત અચળ જળવાઈ રહે. જો લોખંડ નો અચળાંક $= 1.2 \times 10^{-5}\,K^{-1}$ અને બ્રાસનો અચળાંક $= 1.8 \times 10^{-5}\,K^{-1}$ છે. તો આપણે દરેક પટ્ટીની લંબાઈ કેટલી લેવી જોઈએ ?
પ્રશ્ન અનુસાર $l_{\text {iron }}-l_{\text {brass }}=10 \mathrm{~cm} \ldots$ $(1)$
બધા તાપમાનોએ અચળ
ધારો કે $0^{\circ} C$ તાપમાને લંબાઈ $l_{0}$ અને $\Delta T$ તાપમાનના ફેરફારથી લંબાઈ $l$ થાય છે.
$\therefore l_{\text {iron }}=l_{0 \text { iron }}\left(1+\alpha_{\text {iron }} \Delta \mathrm{T}\right) \text { and }$
$l_{\text {brass }}=l_{0 \text { brass }}\left(1+\alpha_{\text {brass }} \Delta \mathrm{T}\right)$
$\therefore$સમી.$(1)$ પરથી $l_{0 \text { iron }}\left(1+\alpha_{\text {iron }} \Delta \mathrm{T}\right)-l_{0 \text { brass }}\left(1+\alpha_{\text {brass }} \Delta \mathrm{T}\right)=10 \mathrm{~cm}$
પણ તેમની લંબાઈનો તફાવત અચળ રહે છે.
$\therefore l_{\text {0iron }} \alpha_{\text {iron }}=l_{\text {0brass }} \alpha_{\text {brass }}$
$\therefore \frac{l_{0 \text { iron }}}{l_{0 \text { brass }}}=\frac{\alpha_{\text {brass }}}{\alpha_{\text {iron }}}=\frac{1.8 \times 10^{-5}}{1.2 \times 10^{-5}}=\frac{3}{2}$
$\therefore l_{\text {0iron }}=\frac{3}{2} l_{0 \text { brass }}$
હવે સમી.$(1)$પરથી
$\frac{3}{2} l_{0 \mathrm{brass}}-l_{0 \mathrm{brass}}=10$
$\therefore \frac{1}{2} l_{0 \mathrm{brass}}=10$
$\therefore l_{0 \mathrm{brass}}=20 \mathrm{~cm}$
બ્રાસની પટ્ટીની મૂળલંબાઈ $10\,cm$
$l_{\text {0iron }}-l_{0 \text { brass }}=10$
$l_{\text {0iron }}-20=10$
$\therefore$ $l_{\text {0iron }}=30 \mathrm{~cm}$
લોખંડની પટ્ટીની મૂળ લંબાઈ $30\,cm$
$20\, cm$ વ્યાસના એલ્યુમિનિયમના ગોળાને $0^oC$ થી $100^oC$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે. તેનું કદ ($cc$ માં) કેટલું બદલાશે?
એલ્યુમિનિયમનો રેખીય પ્રસરણાંક $\alpha _{Al}= 23 \times 10^{-6}\;/{^o}C$
$t$ જાડાઈ અને $1$ લંબાઈની બે ધાતુની સીધી પટ્ટીને એકબીજા સાથે $Rivet$ કરવામાં આવે છે. તેમના રેખીય પ્રસણાંક અનુક્રમે $X$,અને $X _2$ છે. તેમને $\Delta T$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે તો નવી બનેલી પટ્ટી $............$ ત્રિજ્યાનો ) બનાવવા માટે વળશે.
$27 \,^oC$ તાપમાને $1.8\, m$ લાંબા પિત્તળના તારને બે દૃઢ આધારો વચ્ચે અલ્પ તણાવ સાથે જડિત કરેલ છે. જો તારને $-39 \,^oC$ તાપમાન સુધી ઠંડો પાડવામાં આવે તો તારમાં ઉદ્ભવતો તણાવ કેટલો હશે ? તારનો વ્યાસ $2.0\, mm$ છે. પિત્તળ માટે રેખીય પ્રસરણાંક $2.0 \times 10^{-5}\, K^{-1}$ અને યંગ મૉડ્યુલસ $= 0.91 \times 10^{11}$ $Pa$.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ બે ધાતુ $X$ અને $Y$ ની પટ્ટીને એક દઢ આધાર પર જડિત કરેલ છે.$X$ ધાતુનો રેખીય પ્રસરણાંક $Y$ ધાતુ કરતાં વધુ હોય તો જ્યારે આ દ્વિધાત્વિય પટ્ટીને ઠંડા પાણીમાં મૂકવામાં આવે તો....
એક દિશામાં સ્ફટીકનો રેખીય પ્રસરણ અચળાંક $2 \times10^{-4} /{ }^{\circ} C$ છે અને તેને લંબ બાજુઓ માટે $3 \times 10^{-4} /{ }^{\circ} C$ છે. તો તેમાં સ્ફટીકનો ઘન પ્રસરણ અચળાંક .......... $\times 10^{-4} /{ }^{\circ} C$ હશે