Coefficiente di espansione lineare
Coefficiente di espansione lineare CTE – una variabile misurata nella dilatometria
I coefficienti di espansione (espansione lineare ed espansione volumetrica) sono proprietà del materiale determinate sperimentalmente ed espresse nell’unità mm/m*K.
Il Kelvin è l’unità di misura della temperatura assoluta e delle differenze tra le temperature della scala Celsius.
Coefficiente di espansione lineare
Il coefficiente di espansione lineare indica la differenza di lunghezza rispetto alla lunghezza totale L di cui un corpo solido cambia con una variazione di temperatura di un Kelvin.
L0 è la lunghezza del campione, ΔLT è la variazione della lunghezza alla temperaturaTT
La misurazione esatta dell’espansione lineare viene effettuata con un dilatometro. I campioni vengono riscaldati in un forno. Il profilo di temperatura segue un programma esattamente predeterminato che prevede la velocità di riscaldamento richiesta, i tempi di mantenimento della temperatura e i processi di raffreddamento definiti. Le dimensioni del campione vengono registrate continuamente durante questo processo. I vari dilatometri Linseis sono ottimizzati per compiti speciali e dotati di ampie routine di valutazione.
Coefficiente di espansione volumetrica:
Il coefficiente di espansione volumetrica indica la quantità di volume di un corpo che aumenta o diminuisce rispetto al volume totale quando la temperatura cambia di un Kelvin.
Espansione nella vita quotidiana
Le sostanze reagiscono a un cambiamento di temperatura modificando il loro volume o la loro lunghezza.
Questo ha un impatto su tutti i settori della tecnologia. Nell’industria edile e nella costruzione di strade, ponti e ferrovie, i giunti di dilatazione devono essere progettati per assorbire l’espansione lineare dei materiali da costruzione.
Gli equalizzatori di espansione sono presenti nelle tubazioni sotto forma di curve integrate. Le linee aeree per la fornitura di energia devono essere progettate in modo tale che i cavi non si rompano in inverno e che abbiano una distanza sufficiente dal terreno in estate.
La base per il calcolo di queste e molte altre costruzioni è il coefficiente di espansione termica lineare.
Quando si conservano i liquidi, è necessario mantenere un livello di riempimento massimo specificato. Al di sopra del livello del liquido rimane libero uno spazio che assorbe le fluttuazioni di volume. Il calcolo di questi problemi utilizza il coefficiente di espansione del volume.
I termini derivano dal fatto che la maggior parte delle sostanze si espande quando viene riscaldata. Nelle poche eccezioni in cui le sostanze si contraggono quando vengono riscaldate, i valori di entrambe le variabili sono negativi.
Per i materiali isotropi le cui proprietà sono indipendenti dalla direzione considerata, il coefficiente di espansione volumetrica è tre volte il coefficiente di espansione lineare.
