Coeficient de dilatare termică

Coeficientul de dilatare termică (sau dilatarea termică ) este o măsură a capacității de dilatare termică a unui corp, care este una dintre caracteristicile materialelor care, împreună cu coeficientul de compresibilitate, leagă cele trei variabile de stare standard. În special, se distinge prin:

volumetric
superficial
liniar .

Aceste cantități sunt strâns legate. Cel volumetric se măsoară pentru materialele izotrope lichide și solide , cel liniar este de obicei măsurat în solide și este obișnuit în aplicațiile inginerești . Ori de câte ori dimensiunile substanței sunt de natură să favorizeze o expansiune într-o dimensiune sau în două dimensiuni, vorbim respectiv de dilatare liniară sau superficială, cu clarificarea cuvenită că toate substanțele se dilată în sens volumetric.

Coeficientul de expansiune termică volumetrică

Coeficientul de expansiune termică volumetrică este o proprietate a unei substanțe (sau a unui material) dată de:

\alpha =-{1 \over \rho }\left({\partial \rho  \over \partial T}\right)_{p}=+{1 \over V}\left({\partial V \over \partial T}\right)_{p}

{\ displaystyle \ alpha = - {1 \ over \ rho} \ left ({\ partial \ rho \ over \ partial T} \ right) _ {p} = + {1 \ over V} \ left ({\ partial V \ over \ partial T} \ right) _ {p}}

{\ displaystyle \ alpha = - {1 \ over \ rho} \ left ({\ partial \ rho \ over \ partial T} \ right) _ {p} = + {1 \ over V} \ left ({\ partial V \ over \ partial T} \ right) _ {p}}

unde ρ reprezintă densitatea , T temperatura, V volumul și derivatele sunt considerate la presiune constantă p . α măsoară schimbarea fracțională a densității în funcție de creșterea temperaturii la presiune constantă. Expansiunea unui material cristalin are loc numai atunci când câmpul de forță al cristalului suferă o deviere a pătratului perfect. Dacă câmpul de forță este perfect parabolic, nu are loc nicio expansiune.

Coeficientul de dilatare termică liniară

Coeficientul de dilatare termică liniară pentru un material izotrop se menține $\alpha /3$ ${\ displaystyle \ alpha / 3}$ ${\ displaystyle \ alpha / 3}$ adică

\lambda =\left({\frac {L_{2}-L_{1}}{L_{1}}}\right)\left({\frac {1}{T_{2}-T_{1}}}\right)

{\ displaystyle \ lambda = \ left ({\ frac {L_ {2} -L_ {1}} {L_ {1}}} \ right) \ left ({\ frac {1} {T_ {2} -T_ { 1}}} \ dreapta)}

{\ displaystyle \ lambda = \ left ({\ frac {L_ {2} -L_ {1}} {L_ {1}}} \ right) \ left ({\ frac {1} {T_ {2} -T_ { 1}}} \ dreapta)}

unde este $L_{1}$ ${\ displaystyle L_ {1}}$ $L_ {1}$ reprezintă lungimea inițială a solidului, $L_{2}$ ${\ displaystyle L_ {2}}$ $L_ {2}$ lungimea finală, $T_{1}$ ${\ displaystyle T_ {1}}$ $T_ {1}$ temperatura inițială e $T_{2}$ ${\ displaystyle T_ {2}}$ $T_ {2}$ temperatura finală.

Extinderea și contracția unui material sunt aspecte importante în proiectarea structurilor mari, în măsurătorile topografice pe distanțe mari, în proiectarea matrițelor fierbinți.

Tabelul următor prezintă câteva valori ale coeficientului de dilatare termică liniară pentru cele mai comune materiale:

Material	Coeficientul de expansiune termice liniare (în ° C ⁻¹ )
Oţel	12 X 10 ⁻⁶
Aluminiu generic	23 X 10 ⁻⁶
Aluminiu pur	24 X 10 ⁻⁶
Argint	19 X 10 ^-6 ^[1]
Fier	12 X 10 ⁻⁶
Fontă ^[2]	10,7 X 10 ⁻⁶
Nichel	13 X 10 ^-6 ^[1]
Aur	14,32 X 10 ⁻⁶
Alamă	19 X 10 ⁻⁶
Conduce	29 X 10 ^-6 ^[1]
Platină	9,0 X 10 ⁻⁶
Pyrex	4,0 X 10 ⁻⁶
Cuarț topit	0,59 X 10 ⁻⁶
Cupru	17 X 10 ⁻⁶
Siliciu	3,0 X 10 ⁻⁶
Tungsten	5,0 X 10 ⁻⁶
Sticlă	8,0 X 10 ⁻⁶

Notă

^ ^a ^b ^c JD Cutnell, KW Johnson, "Blue Physics", Zanichelli 2012, ISBN 978-88-08-14109-5
^ Tabelele proprietăților fizice ale metalelor , pe engineerplant.it . Adus la 16 noiembrie 2019 (depus de „url original 20 martie 2014).

Bibliografie

Emiliano Ricci , Atlas de fizică , Florența / Milano, Giunti, 2011, ISBN 978-88-09-74674-9 .

Elemente conexe

linkuri externe

Coeficienții de expansiune volumetrică ai lichidelor , pe itchiavari.org . Adus la 28 martie 2010 (arhivat din original la 13 iunie 2010) .
Coeficienți de expansiune liniară a solidelor , pe oppo.it. Adus pe 2 martie 2014 (arhivat din original la 22 februarie 2014) .

Portalul de fizică	Portal de inginerie
Portalul de materiale	Portalul Termodinamicii

[ref_A-1] JD Cutnell, KW Johnson, "Blue Physics", Zanichelli 2012, ISBN 978-88-08-14109-5

[2] Tabelele proprietăților fizice ale metalelor , pe engineerplant.it . Adus la 16 noiembrie 2019 (depus de „url original 20 martie 2014).

[1]

[2]