Коэффициент теплового расширения — физическая величина, характеризующая относительное изменение объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении. Имеет размерность обратной температуры. Различают коэффициенты объёмного и линейного расширения.
Коэффициент теплового расширения | |
---|---|
β=1V(dVdT)p{displaystyle beta ={frac {1}{V}}left({frac {dV}{dT}}right)_{p}} | |
Размерность | Θ−1 |
Единицы измерения | |
СИ | К−1 |
СГС | К−1 |
Содержание
- 1 Коэффициент объёмного теплового расширения
- 2 Коэффициент линейного теплового расширения
- 3 Измерения коэффициента теплового расширения
- 4 Примечания
- 5 См. также
- 6 Ссылки
Коэффициент объёмного теплового расширения
- β=1V(∂V∂T)p{displaystyle beta ={frac {1}{V}}left({frac {partial V}{partial T}}right)_{p}} , К −1 (°C−1) — относительное изменение объёма тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении.
Коэффициент линейного теплового расширения
- αL=ΔLLΔT{displaystyle alpha _{L}={Delta L over {LDelta T}}} — относительное изменение линейных размеров тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении.
В общем случае, коэффициент линейного теплового расширения может быть различен при измерении вдоль разных направлений: αx, αy, αz. Для изотропных тел αx=αy=αz{displaystyle alpha _{x}=alpha _{y}=alpha _{z}}
и αV = 3αL;.
Например, вода, в зависимости от температуры, имеет коэффициент объёмного расширения
0,53⋅10−4 К-1 (при температуре 5-10 °C); 1,50⋅10−4 К-1 (при температуре 10-20 °C);3,02⋅10−4 К-1 (при температуре 20-40 °C);4,58⋅10−4 К-1 (при температуре 40-60 °C);5,87⋅10−4 К-1 (при температуре 60-80 °C).
Для железа коэффициент линейного расширения равен 11,3×10−6 K−1[1].
Для стали
Таблица коэффициента линейного расширения α,10−6/°C[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 | — | — | — | — |
22 | 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 | — | — | — | — | — | — | — |
Измерения коэффициента теплового расширения
Приборы для измерения коэффициента теплового расширения жидкостей, газов и твёрдых тел называют дилатометрами.
Примечания
- ↑ Температурный коэффициент линейного расширения на портале Ti-temperatures.ru
- ↑ Зубченко А. С., Колосков М. М., Каширский Ю. В. и др. Марочник сталей и сплавов. — Машиностроение, 2003. — С. 585. — 784 с.
См. также
Ссылки
- Таблица-справочник для некоторых металлов (PDF)
- Коэффициент линейного расширения сталей по ПНАЭ Г-7-002-86
Это статья-заготовка по физике. Помогите Википедии, дополнив эту статью, как и любую другую. |