برای حل این مسئله، به اطلاعات بیشتری نیاز داریم که در تصویر وجود ندارد. به طور خاص، به موارد زیر نیاز داریم:
دمای اولیه صفحه فلزی.
ضریب انبساط حرارتی خطی فلز (α). اگرچه در مسئله ضریب انبساط حرارتی خطی آهن (α) به عنوان 10⁻⁵ ذکر شده است، اما این ضریب انبساط خطی است و مسئله با انبساط مساحت سروکار دارد. به ضریب انبساط مساحت نیاز داریم که تقریباً برابر با 2α است.
پس از داشتن این اطلاعات، نحوه حل مسئله به این صورت است:
فرمول انبساط مساحت: تغییر مساحت (ΔA) در اثر تغییر دما (ΔT) با فرمول زیر داده میشود: ΔA = 2αAΔT، که در آن A مساحت اولیه است.
محاسبات:
ابتدا، افزایش مساحت مورد نیاز (ΔA) برای بزرگتر شدن سوراخ به اندازهای که استوانه درون آن قرار گیرد را محاسبه کنید. این مقدار برابر با اختلاف بین مساحت سطح مقطع استوانه (252 سانتیمتر مربع) و مساحت اولیه سوراخ (2500 سانتیمتر مربع) است.
سپس، از فرمول انبساط مساحت برای حل ΔT (تغییر دما) استفاده کنید. به یاد داشته باشید که از ضریب انبساط مساحت صحیح (تقریباً دو برابر ضریب انبساط خطی) استفاده کنید.
لطفاً دمای اولیه و ضریب انبساط حرارتی خطی ماده را مشخص کنید. پس از دریافت این اطلاعات، میتوانم جواب عددی کامل را ارائه دهم.