Lämpölaajenemiskerroin

Lämpölaajenemiskerroin
$\beta ={\frac {1}{V}}\left({\frac {dV}{dT}}\oikea)_{p}$
Ulottuvuus	Θ− 1
Yksiköt
SI	K -1
GHS	K -1

Lämpölaajenemiskerroin on fysikaalinen suure , joka kuvaa kappaleen tilavuuden tai lineaaristen mittojen suhteellista muutosta lämpötilan noustessa 1 K vakiopaineessa. Sillä on käänteisen lämpötilan mitta . On tilavuus- ja lineaarilaajenemiskertoimet.

Volumetrinen lämpölaajenemiskerroin

\beta ={\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{p}

, K −1 (°C −1 ) on kappaleen tilavuuden suhteellinen muutos, joka tapahtuu sen lämpötilan muutoksen seurauksena 1 K vakiopaineessa.

Vedellä on lämpötilasta riippuen eri tilavuuslaajenemiskerroin:

0,53⋅10-4 K - 1 (lämpötilassa 5-10 °C) ;
1,50⋅10 -4 K -1 (lämpötilassa 10-20 °C);
3,02⋅10-4 K - 1 (20-40 ° C:n lämpötilassa);
4,58⋅10-4 K - 1 (lämpötilassa 40-60 °C) ;
5,87⋅10 −4 K −1 (60–80 °C:n lämpötilassa).

Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin

\alpha _{L}={\frac {1}{L}}\left({\frac {\partial L}{\partial T}}\right)_{p}\noin {\Delta L \yli {L\Delta T}}

, K −1 (°C −1 ) on kappaleen lineaaristen mittojen suhteellinen muutos, joka tapahtuu sen lämpötilan muutoksen seurauksena 1 K vakiopaineessa.

Yleensä lineaarinen lämpölaajenemiskerroin voi olla erilainen, kun mitataan eri suuntiin. Esimerkiksi anisotrooppisille kiteille, puulle , lineaarisen laajenemiskertoimet kolmea keskenään kohtisuoraa akselia pitkin: . Isotrooppisille kappaleille ja . $\alpha _{x};\alpha _{y};\alpha _{z}$ $\alpha _{x}=\alpha _{y}=\alpha _{z}$ $\alpha _{V}=3\alpha _{L}$

Raudan lineaarinen laajenemiskerroin on 11,3×10 −6 K −1 [1] .

Teräksille

Lineaarisen laajenemiskertoimen α, 10 −6 K −1 arvojen taulukko [2]

teräslaatu	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
08 kp	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
10 kp	12.4	13.2	13.9	14.5	14.9	15.1	15.3	14.7	14.8	12.6
kymmenen	11.6	12.6	-	13.0	-	14.6	-	-	-	-
15 kp	12.4	13.2	13.9	14.5	14.8	15.1	15.3	14.1	13.2	13.3
viisitoista	12.4	13.2	13.9	14.4	14.8	15.1	15.3	14.1	13.2	13.3
20 kp	12.3	13.1	13.8	14.3	14.8	15.1	kaksikymmentä	-	-	-
kaksikymmentä	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
kolmekymmentä	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	-	-	-
viisikymmentä	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	-	-	-	-	-
15K	-	12.0	12.8	13.6	13.8	14.0	-	-	-	-
20K	-	12.0	12.8	13.6	13.8	14.2	-	-	-	-
22	12.6	12.9	13.3	13.9	-	-	-	-	-	-
A12	11.9	12.5	-	13.6	14.2	-	-	-	-	-
16GS	11.1	12.1	12.9	13.5	13.9	14.1	-	-	-	-
20X	11.3	11.6	12.5	13.2	13.7	-	-	-	-	-
30X	12.4	13.0	13.4	13.8	14.2	14.6	14.8	12.0	12.8	13.8
35X	11.3	12.0	12.9	13.7	14.2	14.6	-	-	-	-
38XA	11.0	12.0	12.2	12.9	13.5	-	-	-	-	-
40X	11.8	12.2	13.2	13.7	14.1	14.6	14.8	12.0	-	-
45X	12.8	13.0	13.7	-	-	-	-	-	-	-
50X	12.8	13.0	13.7	-	-	-	-	-	-	-

Negatiivinen lämpölaajenemiskerroin

Jotkut materiaalit lämpötilan noustessa eivät näytä laajenemista, vaan päinvastoin puristusta, eli niillä on negatiivinen lämpölaajenemiskerroin. Joillekin aineille tämä ilmenee melko kapealla lämpötila-alueella, kuten esimerkiksi vedessä lämpötila-alueella 0 ... + 3,984 ° C, muiden aineiden ja materiaalien osalta, esimerkiksi skandium(III)fluoridi , zirkoniumvolframaatti (ZrW 2 O 8 ) [3] , joidenkin hiilikuitujen väli on hyvin laaja. Samanlainen käyttäytyminen näkyy myös perinteisessä kumissa . Kvartsi, pii ja monet muut materiaalit käyttäytyvät samalla tavalla erittäin alhaisissa lämpötiloissa. On myös invar - seoksia ( ferronikkeliä ), joiden lämpölaajenemiskerroin on lähellä nollaa tietyllä lämpötila-alueella.

Lämpölaajenemiskertoimen mittaus

Nesteiden, kaasujen ja kiinteiden aineiden lämpölaajenemiskertoimen mittauslaitteita kutsutaan dilatometreiksi .

Muistiinpanot

↑ Lineaarisen laajenemisen lämpötilakerroin Ti-temperatures.ru-portaalissa . Haettu 31. maaliskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 18. syyskuuta 2011. (määrätön)
↑ Zubchenko A.S. , Koloskov M.M. , Kashirsky Yu.V. _ _ toim. A. S. Zubchenko . - 2. painos, tarkistettu ja täydennetty. - M . : Mashinostroenie , 2003. - S. 585. - 784 s. — ISBN 5-217-03177-8 .
↑ Mary, T.A.; JSO Evans; T. Vogt; AW Sleight. Negatiivinen lämpölaajeneminen 0,3:sta 1050 Kelviniin ZrW 2 O 8 :ssa (eng.) // Science : Journal. - 1996. - 5. huhtikuuta ( nide 272 , nro 5258 ). - s. 90-92 . - doi : 10.1126/tiede.272.5258.90 . - .