Тепловое расширение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Тепловое расширение — изменение линейных размеров и формы тела при изменении его температуры. Количественно тепловое расширение жидкостей и газов при постоянном давлении характеризуется изобарным коэффициентом расширения (объёмным коэффициентом теплового расширения). Для характеристики теплового расширения твёрдых тел дополнительно вводят коэффициент линейного теплового расширения.

Раздел физики изучающий данное свойство называется дилатометрией.

Тепловое расширение тел учитывается при конструировании всех установок, приборов и машин, работающих в переменных температурных условиях.

Основной закон теплового расширения гласит, что тело с линейным размером L в соответствующем измерении при увеличении его температуры на \Delta T расширяется на величину \Delta L, равную:

\Delta L = \alpha L \Delta T,

где \alpha — так называемый коэффициент линейного теплового расширения. Аналогичные формулы имеются для расчета изменения площади и объема тела. В приведенном простейшем случае, когда коэффициент теплового расширения не зависит ни от температуры, ни от направления расширения, вещество будет равномерно расширяться по всем направлениям в строгом соответствии с вышеприведенной формулой.

Теория[править | править вики-текст]

Если в твердом теле основным механизмом расширения и других тепловых эффектов является увеличение амплитуды колебаний кристаллической решетки, то в случае жидкости – это уменьшение числа ближайших соседей Z, которое характеризует ближний порядок (дело в том, что кристалл обладает как дальним, так и ближним порядком, а жидкость - только ближним, газ - никаким, поэтому кристалл сохраняет и объем и форму, а жидкость - только объем, а газ не сохраняет ни то, ни другое). Поэтому простая дырочная модель жидкости [1], исходящая из наличия в жидкости ближнего топологического порядка, характеризующегося числом ближайших соседей Z, хорошо описывает тепловое расширение и другие температурные эффекты вплоть до критической температуры, по крайней мере, в достаточно простых жидкостях [2].

Примечания[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]