Коефіцієнт теплового розширення

1. Коефіцієнт об'ємного теплового розширення [ правити | правити код ]
2. Коефіцієнт лінійного теплового розширення [ правити | правити код ]
3. Для сталей [ правити | правити код ]
4. Негативний коефіцієнт теплового розширення [ правити | правити код ]
5. Вимірювання коефіцієнта теплового розширення [ правити | правити код ]

Наши партнеры ArtmMisto

Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії

Коефіцієнт теплового розширення - фізична величина , що характеризує відносна зміна обсягу або лінійних розмірів тіла зі збільшенням температури на 1 До при постійному тиску. має розмірність зворотного температури . Розрізняють коефіцієнти об'ємного і лінійного розширення.

Коефіцієнт об'ємного теплового розширення [ правити | правити код ]

β = 1 V (∂ V ∂ T) p {\ displaystyle \ beta = {\ frac {1} {V}} \ left ({\ frac {\ partial V} {\ partial T}} \ right) _ {p }} , К-1 (° C-1) - відносна зміна обсягу тіла, що відбувається в результаті зміни його температури на 1 К при постійному тиску.

Коефіцієнт лінійного теплового розширення [ правити | правити код ]

α L = 1 L (∂ L ∂ T) p ≈ Δ LL Δ T {\ displaystyle \ alpha _ {L} = {\ frac {1} {L}} \ left ({\ frac {\ partial L} {\ partial T}} \ right) _ {p} \ approx {\ Delta L \ over {L \ Delta T}}} , К-1 (° C-1) - відносна зміна лінійних розмірів тіла, що відбувається в результаті зміни його температури на 1 К при постійному тиску.

У загальному випадку, коефіцієнт лінійного теплового розширення може бути різний при вимірюванні вздовж різних напрямків. Наприклад, у анізотропних кристалів, деревини коефіцієнти лінійного розширення за трьома взаємно перпендикулярних осях: α x; α y; α z {\ displaystyle \ alpha _ {x}; \ alpha _ {y}; \ alpha _ {z}} . Для ізотропних тіл α x = α y = α z {\ displaystyle \ alpha _ {x} = \ alpha _ {y} = \ alpha _ {z}} і α V = 3 α L {\ displaystyle \ alpha _ {V} = 3 \ alpha _ {L}} .

наприклад, вода , В залежності від температури, має різний коефіцієнт об'ємного розширення:

• 0,53⋅10-4 К-1 (при температурі 5-10 ° C);
• 1,50⋅10-4 К-1 (при температурі 10-20 ° C);
• 3,02⋅10-4 К-1 (при температурі 20-40 ° C);
• 4,58⋅10-4 К-1 (при температурі 40-60 ° C);
• 5,87⋅10-4 К-1 (при температурі 60-80 ° C).

для заліза коефіцієнт лінійного розширення дорівнює 11,3 × 10-6 K-1 [1] .

Для сталей [ правити | правити код ]

Таблиця значень коефіцієнта лінійного розширення α, 10-6K-1 [2]

Марка стали 20-100 ° C 20-200 ° C 20-300 ° C 20-400 ° C 20-500 ° C 20-600 ° C 20-700 ° C 20-800 ° C 20-900 ° C 20-1000 ° C 08кп 12,5 13,4 14,0 14,5 14,9 15,1 15,3 14,7 12,7 13,8 08 12,5 13,4 14,0 14,5 14,9 15 , 1 15,3 14,7 12,7 13,8 10кп 12,4 13,2 13,9 14,5 14,9 15,1 15,3 14,7 14,8 12,6 10 11,6 12 , 6 - 13,0 - 14,6 - - - - 15кп 12,4 13,2 13,9 14,5 14,8 15,1 15,3 14,1 13,2 13,3 15 12,4 13 , 2 13,9 14,4 14,8 15,1 15,3 14,1 13,2 13,3 20кп 12,3 13,1 13,8 14,3 14,8 15,1 20 - - - 20 11,1 12,1 12,7 13,4 13,9 14,5 14,8 - - - 25 12,2 13,0 13,7 14,4 14,7 15,0 15,2 12,7 12 , 4 13,4 30 12,1 12,9 13,6 14,2 14,7 15,0 15,2 - - - 35 11,1 11,9 13,0 13,4 14,0 14,4 15 , 0 - - - 40 12,4 12,6 14,5 13,3 13,9 14,6 15,3 - - - 45 11,9 12,7 13,4 13,7 14,3 14,9 15 , 2 - - - 50 11,2 12,0 12,9 13,3 13,7 13,9 14,5 13,4 - - 55 11,0 11,8 12,6 13,4 14,0 14, 5 14,8 12,5 13,5 14,4 60 11,1 11,9 - 13,5 14,6 - - - - - 15К - 12,0 12,8 13,6 13,8 14,0 - - - - 20К - 12,0 12,8 13,6 13,8 14,2 - - - - 2 2 12,6 12,9 13,3 13,9 - - - - - - А12 11,9 12,5 - 13,6 14,2 - - - - - 16ГС 11,1 12,1 12,9 13, 5 13,9 14,1 - - - - 20Х 11,3 11,6 12,5 13,2 13,7 - - - - - 30Х 12,4 13,0 13,4 13,8 14,2 14, 6 14,8 12,0 12,8 13,8 35Х 11,3 12,0 12,9 13,7 14,2 14,6 - - - - 38ХА 11,0 12,0 12,2 12,9 13 , 5 - - - - - 40Х 11,8 12,2 13,2 13,7 14,1 14,6 14,8 12,0 - - 45х 12,8 13,0 13,7 - - - - - - - 50Х 12,8 13,0 13,7 - - - - - - -

Негативний коефіцієнт теплового розширення [ правити | правити код ]

Деякі матеріали при підвищенні температури демонструють не розширення, а навпаки, стиск, т. Е. Мають негативний коефіцієнт теплового розширення. Для деяких речовин це проявляється на досить вузькому температурному інтервалі, як, наприклад, у води на інтервалі температур 0 ... + 3,984 ° С, для інших речовин і матеріалів, наприклад фторид скандію (III) , вольфрамат цирконію (ZrW2O8) [3] , деяких углепластиков інтервал досить широкий. Подібна поведінка демонструє також звичайна гума . При наднизьких температурах аналогічним чином поводяться кварц, кремній і ряд інших матеріалів. також існують інварні сплави ( феро - нікелеві ), Що мають в деякому діапазоні температур коефіцієнт теплового розширення, близький до нуля.

Вимірювання коефіцієнта теплового розширення [ правити | правити код ]

Прилади для вимірювання коефіцієнта теплового розширення рідин, газів і твердих тіл називають дилатометр .