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常用物质的热膨胀系数
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
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
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