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
где V′ -
объем газа, жидкости или твёрдого тела при температуре T
2 > T
1, V - исходный
объём тела
(разность температур T
2 - T
1 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 = α
x+α
y+α
z,
причём различие или равенство линейных коэффициентов Т. р. α
x, α
y, α
z вдоль кристаллографических осей х, у, z определяется симметрией кристалла.
Например, для кристаллов кубической системы, так же как и для изотропных тел, α
x = α
y = α
z = α
л и α ≈ 3 α
л. 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 расширения | Коэффициент линейного расширения |
Вещество | Температура, °C | α·103, (°C)−1 | Вещество | Температура, °C | α·106, (°C)−1 |
Газы | Твёрдые тела |
Гелий | 0-100 | 3,658 | Углерод алмаз | 20 | 1,2 |
Водород | » | 3,661 | графит | » | 7,9 |
Кислород | » | 3,665 | Кремний | 3-18 | 2,5 |
Азот | » | 3,674 | Кварц || оси | 40 | 7,8 |
Воздух (без СО2) | » | 3,671 | ⊥оси | 40 | 14,1 |
Жидкости | плавленный | 0-100 | 0,384 |
Вода | 10 | 0,0879 | Стекло крон | 0-100 | ∼9 |
» | 20 | 0,2066 | флинт | 0-100 | ∼7 |
» | 80 | 0,6413 | Вольфрам | 25 | 4,5 |
Ртуть | 20 | 0,182 | Медь | 25 | 16,6 |
Глицерин | » | 0,500 | Латунь | 20 | 18,9 |
Бензол | » | 1,060 | Алюминий | 25 | 25 |
Ацетон | » | 1,430 | Железо | 25 | 12 |
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 α
л 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