Тепловое Расширение

Тепловое Расширение в Энциклопедическом словаре:
Тепловое Расширение - изменение размеров тела при его нагревании;характеризуется коэффициентом объемного расширения , а для твердых тел икоэффициентом линейного расширения , где l - изменение линейного размера,?V - объема тела, ?T - температуры, индекс указывает на условия тепловогорасширения (обычно при постоянном давлении). Для изотропных тел v = 3л.

Определение «Тепловое Расширение» по БСЭ:
Тепловое расширение - изменение размеров тела в процессе его нагревания. Количественно Т. р. при постоянном давлении характеризуется изобарным коэффициентом расширения (объёмным коэффициентом Т. р.) 25/25031002.tif. Практически значение α определяется из соотношения

α =
V′ − V

V(T2−T1)
,

где V′ - объем газа, жидкости или твёрдого тела при температуре T2 > T1, V - исходный объём тела (разность температур T2 - T1 берётся небольшой). Для характеристики Т. р. твёрдых тел наряду с α вводят коэффициент линейного T. р. 25/25031003.tif, где l - первоначальная длина тела вдоль выбранного направления.
В общем случае анизотропных тел α = αxyz, причём различие или равенство линейных коэффициентов Т. р. αx, αy, αz вдоль кристаллографических осей х, у, z определяется симметрией кристалла.
Например, для кристаллов кубической системы, так же как и для изотропных тел, αx = αy = αz = αл и α ≈ 3 αл. Для большинства тел α > 0, но существуют исключения, например вода при нагреве от 0 до 4°C при атмосферном давлении сжимается (α < 0).
Зависимость α от T наиболее заметна у газов (для идеального газа α = 1/T), у жидкостей она проявляется слабее. У ряда веществ в твёрдом состоянии - Кварца, Инвара и других - коэффициент α мал и практически постоянен в широком интервале температур. При T
→ 0 коэффициент Т. р. α → 0.

Значение изобарического коэффициента расширения некоторых газов,
жидкостей и твёрдых тел при атмосферном давлении

















Коэффициент объёмного расширенияКоэффициент линейного расширения
ВеществоТемпература, °Cα·103, (°C)−1ВеществоТемпература, °Cα·106, (°C)−1
ГазыТвёрдые тела
Гелий0-1003,658Углерод алмаз201,2
Водород»3,661графит»7,9
Кислород»3,665Кремний3-182,5
Азот»3,674Кварц || оси407,8
Воздух (без СО2)»3,671⊥оси4014,1
Жидкостиплавленный0-1000,384
Вода100,0879Стекло крон0-100∼9
»200,2066флинт0-100∼7
»800,6413Вольфрам254,5
Ртуть200,182Медь2516,6
Глицерин»0,500Латунь2018,9
Бензол»1,060Алюминий2525
Ацетон»1,430Железо2512
Этиловый спирт»1,659

Т. р. газов обусловлено увеличением кинетической энергии частиц газа при его нагреве и совершением за счёт этой энергии работы против внешнего давления. У твёрдых тел и жидкостей Т. р. связано с несимметричностью (ангармоничностью) тепловых колебаний атомов, благодаря чему межатомные расстояния с ростом T увеличиваются. Экспериментальное определение α и αл осуществляется методами дилатометрии. Т. р. тел учитывается при конструировании всех установок, приборов и машин, работающих в переменных температурных условиях.
Лит.: Новикова С. И., Тепловое расширение твердых тел, М., 1974; Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Перри Дж., Справочник инженера-химика, пер. с англ., т. 1, Л., 1969.

Тепловое Излучение    Тепловое Расширение    Тепловоз