2017-03-02 10:50:02

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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

线胀系数是指固态物质当温度改变摄氏度1度时,其长度的变化和它在0℃时的长度的比值。各物体的线胀系数不同,一般金属的线胀系数约为度(摄氏)。

大多数情况之下,此系数为正值。也就是说温度升高体积扩大。但是也有例外,当水在0到4摄氏度之间,会出现反膨胀。而一些陶瓷材料在温度升高情况下,几乎不发生几何特性变化,其热膨胀系数接近0。

基本信息

  • 中文名

    热膨胀系数

  • 外文名

     thermal expansioncoefficient

  • 面膨胀系数

    β=ΔS/(S*ΔT)

  • 体膨胀系数

    γ=ΔV/(V*ΔT)

  • 线膨胀系数

    α=ΔL/(L*ΔT)

折叠 编辑本段 简介

中文名称:热膨胀系数

英文名称:coefficient of thermal expansion

定义:固体在温度每升高1K时长度或体积发生的相对变化量。

分为线膨胀系数和体膨胀系数。

应用学科:材料科学技术一级学科);材料科学技术基础(二级学科);材料科学基础(二级学科);材料性能(二级学科)

折叠 编辑本段 详细资料

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

热膨胀系数有线膨胀系数α、面膨胀系数β和体膨胀系数γ。

线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT),

面膨胀系数β=ΔS/(S*ΔT),

体膨胀系数γ=ΔV/(V*ΔT),

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

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。

折叠 编辑本段 金属膨胀

测定温度条件及单位:20℃,(单位1E-6 /K或1E-6 /℃)

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

Be

12.3

Al

23.2

Sb

10.5

Pb

29.3

Cu

17.5

Cd

41.0

Cr

6.2

Fe

12.2

Ge

6.0

Au

14.2

Ir

6.5

Mg

26.0

Mn

23.0

Mo

5.2

Ni

13.0

Pt

9.0

Ag

19.5

Sn

2.0

折叠 编辑本段 液体膨胀

测定温度条件:20℃,单位:1/℃(1/K)

汞(水银)

0.00018

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

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

0.00125

氯仿

0.00127

乙酸乙酯

0.00138

丙酮

0.00143

乙醚

0.00160

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