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词条 热膨胀系数
释义

thermal expansion coefficient

物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下,单位温度变化所导致的体积变化,即热膨胀系数表示

热膨胀系数有体膨胀系数β和线膨胀系数热α。

体膨胀系数β=ΔV/(V*ΔT),

线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT),

式中ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变,V为初始体积;ΔL为所给温度变化ΔT下物体长度的改变,L为初始长度。

严格说来,上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似;准确定义要求ΔV与ΔT无限微小,这也意味着,热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。

温度变化不是很大时,α就成了常量,利用它,可以把固体和液体体积膨胀表示如下:

Vt=V0(1+3αΔT),

而对理想气体,

Vt=V0(1+0.00367ΔT);

Vt、V0分别为物体末态和初态的体积

对于可近似看做一维的物体,长度就是衡量其体积的决定因素,这时的热膨胀系数可简化定义为:单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值,这就是线膨胀系数。

对于三维的具有各向异性的物质,有线膨胀系数和体膨胀系数之分。如石墨结构具有显著的各向异性,因而石墨纤维线膨胀系数也呈现出各向异性,表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于层面方向。

宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个,普遍认可的有Mrozowski算式:

α=Aαc+(1-A)αa

αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率,A被称为“结构端面”参数。

各种金属的线性膨胀系数

测定温度条件及单位:20℃,10^-6K^-1

金属名称 元素符号 线性热膨胀系数 金属名称 元素符号 线性热膨胀系数

铍 Be 12.3 铝 Al 23.2

锑 Sb 10.5 铅 Pb 29.3

铜 Cu 17.5 镉 Cd 41.0

铬 Cr 6.2 铁 Fe 12.2

锗 Ge 6.0 金 Au 14.2

铱 Ir 6.5 镁 Mg 26.0

锰 Mn 23.0 钼 Mo 5.2

镍 Ni 13.0 铂 Pt 9.0

银 Ag 19.5 锡 Sn 2.0

常见液体的体膨胀系数

测定温度条件:20℃,单位:1/℃(1/K)

汞(水银) 0.00018

水 0.000208

丙三醇(甘油) 0.00050

浓硫酸 0.00055

乙二醇 0.00057

苯胺 0.00085

二甲苯 0.00085

汽油 0.00095

松节油 0.00100

煤油 0.00100

甲苯  0.00108

乙醇(酒精) 0.00109

乙酸 0.00110

溴 0.00110

正辛烷 0.00114

三氯乙烯 0.00117

甲醇 0.00118

二硫化碳 0.00119

四氯化碳 0.00122

正庚烷 0.00124

苯 0.00125

氯仿 0.00127

乙酸乙酯 0.00138

丙酮 0.00143

乙醚 0.00160

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更新时间:2025/3/20 15:42:44