सिद्ध कीजिए कि किसी ठोस की आयताकार शीट का क्षेत्रीय प्रसार गुणांक,$(\Delta A / A) / \Delta T,$ उसके रेखीय प्रसार गुणांक $\alpha_{l}$ का दोगुना होता है।

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(N/A) मान लीजिए कि एक ठोस पदार्थ की आयताकार शीट की लंबाई $a$ और चौड़ाई $b$ है। जब तापमान में $\Delta T$ की वृद्धि होती है,तो लंबाई $a$ में $\Delta a = \alpha_{l} a \Delta T$ की वृद्धि होती है और चौड़ाई $b$ में $\Delta b = \alpha_{l} b \Delta T$ की वृद्धि होती है।
क्षेत्रफल में वृद्धि $\Delta A$ आरेख में दिखाए गए तीन छायांकित क्षेत्रों के योग के बराबर है:
$\Delta A = \Delta A_{1} + \Delta A_{2} + \Delta A_{3}$
$\Delta A = a \Delta b + b \Delta a + (\Delta a)(\Delta b)$
$\Delta a$ और $\Delta b$ के व्यंजक रखने पर:
$\Delta A = a(\alpha_{l} b \Delta T) + b(\alpha_{l} a \Delta T) + (\alpha_{l} a \Delta T)(\alpha_{l} b \Delta T)$
$\Delta A = 2 \alpha_{l} ab \Delta T + \alpha_{l}^{2} ab (\Delta T)^{2}$
चूंकि $A = ab$,हमारे पास है:
$\Delta A = 2 \alpha_{l} A \Delta T + \alpha_{l}^{2} A (\Delta T)^{2}$
$\Delta A = \alpha_{l} A \Delta T (2 + \alpha_{l} \Delta T)$
$A \Delta T$ से विभाजित करने पर:
$\frac{\Delta A}{A \Delta T} = \alpha_{l} (2 + \alpha_{l} \Delta T)$
चूंकि $\alpha_{l}$ बहुत छोटा है (आमतौर पर $\approx 10^{-5} \text{ K}^{-1}$),पद $\alpha_{l} \Delta T$ को $2$ की तुलना में नगण्य माना जा सकता है। इसलिए:
$\frac{\Delta A}{A \Delta T} \approx 2 \alpha_{l}$

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समान लंबाई $l$ की तीन छड़ों को जोड़कर एक समबाहु त्रिभुज $PQR$ बनाया गया है। $O$,$PQ$ का मध्य-बिंदु है। तापमान में थोड़े परिवर्तन के लिए दूरी $OR$ समान रहती है। $PR$ और $RQ$ के लिए रेखीय प्रसार गुणांक समान है,यानी $\alpha_2,$ लेकिन $PQ$ के लिए यह $\alpha_1$ है। तो:

Difficult
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चित्र में दिखाए अनुसार दो छड़ों को निश्चित आधारों के बीच जोड़ा गया है। तापमान में वृद्धि के साथ प्रणाली की कुल लंबाई में कोई परिवर्तन न होने की स्थिति क्या होगी?
($\alpha_1, \alpha_2$ = रैखिक प्रसार गुणांक,$A_1, A_2$ = छड़ों का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल,$Y_1, Y_2$ = यंग मापांक)

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$0^\circ C$ पर $2 \ m$ लंबाई वाली एक छड़ का रैखिक प्रसार गुणांक $\alpha = (3x + 2) \times 10^{-6} \ ^\circ C^{-1}$ है,जहाँ $x$ छड़ के एक सिरे से दूरी ($cm$ में) है। $20^\circ C$ पर छड़ की लंबाई $m$ में ज्ञात कीजिए।

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