常用物质的热膨胀系数
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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。编辑本段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
1
银Ag 19.5 锡Sn 2.0 编辑本段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