Коэффициент теплового расширения

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Коэффициент теплового расширения
\beta = \frac{1}{V} \left( \frac{dV}{dT}\right)_p
Размерность

Θ−1

Единицы измерения
СИ

К−1

СГС

К−1

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 объёмного теплового расширения[править | править исходный текст]

\beta = \frac{1}{V} \left( \frac{\partial V}{\partial T}\right)_p, К −1 (°C−1) — относительное изменение объёма тела при нагревании его на dT градусов при постоянном давлении,

и, для твёрдых тел,

Коэффициент линейного теплового расширения[править | править исходный текст]

Коэффициент линейного теплового расширения показывает относительное изменение длины тела при нагревании на температуру ΔT:

\alpha_L = {\Delta L \over {L \Delta T}}
\alpha_L = {L^{-1}} {dL \over {dT}} — относительное изменение линейного размера тела при нагревании его на dT градусов при постоянном давлении.

В общем случае, коэффициент линейного теплового расширения может быть различен при измерении вдоль разных направлений: αx, αy, αz. Для изотропных тел  \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[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

Приборы для измерения коэффициента теплового расширения жидкостей, газов и твёрдых тел называют дилатометрами.

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Температурный коэффициент линейного расширения на портале Ti-temperatures.ru
  2. Зубченко А. С., Колосков М. М., Каширский Ю. В. и др. Марочник сталей и сплавов. — Машиностроение, 2003. — С. 585. — 784 с.

См. также[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]