Hőtágulási együttható

Hőtágulási együttható
$\beta ={\frac {1}{V}}\left({\frac {dV}{dT}}\right)_{p}$
Dimenzió	Θ− 1
Egységek
SI	K −1
GHS	K −1

A hőtágulási együttható olyan fizikai mennyiség , amely a test térfogatának vagy lineáris méreteinek relatív változását jellemzi állandó nyomáson 1 K hőmérsékletnövekedéssel . Ennek dimenziója a reciprok hőmérséklet . Vannak térfogati és lineáris tágulási együtthatók.

Térfogati hőtágulási együttható

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

, K −1 (°C −1 ) a test térfogatának relatív változása, amely állandó nyomáson 1 K hőmérséklet-változás következtében következik be.

A víz a hőmérséklettől függően eltérő térfogattágulási együtthatóval rendelkezik:

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

Lineáris hőtágulási együttható

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

, K −1 (°C −1 ) a test lineáris méreteinek relatív változása, amely állandó nyomáson a test hőmérsékletének 1 K-es változása következtében következik be.

Általában a lineáris hőtágulási együttható eltérő lehet, ha különböző irányok mentén mérjük. Például anizotróp kristályok, fa esetében a lineáris tágulási együtthatók három egymásra merőleges tengely mentén: . Izotróp testekhez és . $\alpha _{x};\alpha _{y};\alpha _{z}$ $\alpha _{x}=\alpha _{y}=\alpha _{z}$ $\alpha _{V}=3\alpha _{L}$

A vas esetében a lineáris tágulási együttható 11,3×10 −6 K −1 [1] .

Acélokhoz

Az α, 10 −6 K −1 lineáris tágulási együttható értékeinek táblázata [2]

acélfajta	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
08kp	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
tíz	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
tizenöt	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	húsz	-	-	-
húsz	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
harminc	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	-	-	-
ötven	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	-	-	-	-	-	-	-

Negatív hőtágulási együttható

Egyes anyagok, amikor a hőmérséklet emelkedik, nem mutatnak tágulást, hanem éppen ellenkezőleg, kompressziót, vagyis negatív hőtágulási együtthatóval rendelkeznek. Egyes anyagok esetében ez meglehetősen szűk hőmérséklet-tartományban nyilvánul meg, mint például a 0 ... + 3,984 ° C hőmérséklet-tartományban lévő vízben, más anyagok és anyagok esetében, például a szkandium (III)-fluorid , cirkónium-volframát (ZrW 2 O 8 ) [3] , néhány szénszál - intervallum nagyon széles. Hasonló viselkedést mutat a hagyományos gumi is . A kvarc, a szilícium és számos más anyag hasonlóan viselkedik ultraalacsony hőmérsékleten. Léteznek invar-ötvözetek ( ferronikkel ) is , amelyek hőtágulási együtthatója egy bizonyos hőmérsékleti tartományban közel nulla.

A hőtágulási együttható mérése

A folyadékok, gázok és szilárd anyagok hőtágulási együtthatójának mérésére szolgáló eszközöket dilatométereknek nevezzük .

Jegyzetek

↑ A lineáris tágulás hőmérsékleti együtthatója a Ti-temperatures.ru portálon . Letöltve: 2011. március 31. Az eredetiből archiválva : 2011. szeptember 18.. (határozatlan)
↑ Zubchenko A.S. , Koloskov M.M. , Kashirsky Yu.V. _ _ szerk. A. S. Zubcsenko . - 2. kiadás, átdolgozva és kiegészítve. - M . : Mashinostroenie , 2003. - S. 585. - 784 p. — ISBN 5-217-03177-8 .
↑ Mária, T.A.; JSO Evans; T. Vogt; AW Sleight. Negatív hőtágulás 0,3-ról 1050 Kelvinre ZrW 2 O 8 -ban (eng.) // Science : Journal. - 1996. - április 5. ( 272. köt. , 5258. sz.). - 90-92 . o . - doi : 10.1126/tudomány.272.5258.90 . - .

Lásd még

Olajtérfogat-tényező
A deformáció hője
hőtágulás