Współczynnik rozszerzalności liniowej
Współczynnik rozszerzalności liniowej CTE – zmienna mierzona w dylatometrii
Współczynniki rozszerzalności (rozszerzalność liniowa i rozszerzalność przestrzenna) to właściwości materiału, które są określane eksperymentalnie i wyrażane w jednostkach mm/m*K.
Kelwin jest jednostką miary temperatury bezwzględnej i różnic między temperaturami w skali Celsjusza.
Współczynnik rozszerzalności liniowej
Współczynnik rozszerzalności liniowej wskazuje różnicę długości w stosunku do całkowitej długości L, o jaką zmienia się ciało stałe przy zmianie temperatury o jeden Kelwin.
L0 to długość próbki, ΔLT to zmiana długości w temperaturzeTT
Dokładny pomiar rozszerzalności liniowej jest przeprowadzany przy użyciu dylatometru. Próbki są podgrzewane w piecu. Profil temperatury jest zgodny z precyzyjnie określonym programem, który pozwala na wymaganą prędkość ogrzewania, wymagane czasy utrzymywania temperatury i zdefiniowane procesy chłodzenia. Wymiary próbki są stale rejestrowane podczas tego procesu. Różne dylatometry Linseis są zoptymalizowane do specjalnych zadań i wyposażone w rozbudowane procedury oceny.
Współczynnik rozszerzalności pomieszczenia:
Współczynnik rozszerzalności objętościowej wskazuje, o ile objętość ciała wzrasta lub maleje w stosunku do całkowitej objętości, gdy temperatura zmienia się o jeden Kelwin.
Ekspansja w codziennym życiu
Substancje reagują na zmianę temperatury poprzez zmianę swojej objętości lub długości.
Ma to wpływ na wszystkie obszary technologii. W branży budowlanej oraz przy budowie dróg, mostów i linii kolejowych należy zaplanować dylatacje, które będą absorbować liniowe rozszerzanie się materiałów budowlanych.
Kompensatory są dostarczane w rurociągach w postaci wbudowanych kolanek rurowych. Linie napowietrzne dla dostarczania energii muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby przewody nie pękały zimą i miały wystarczającą odległość od ziemi latem.
Podstawą obliczeń tych i wielu innych konstrukcji jest współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej.
Podczas przechowywania cieczy należy utrzymywać określony maksymalny poziom napełnienia. Nad poziomem cieczy pozostaje wolna przestrzeń, która pochłania wahania objętości. W obliczeniach takich problemów wykorzystuje się współczynnik rozszerzalności objętościowej.
Terminy te wynikają z faktu, że większość substancji rozszerza się po podgrzaniu. W nielicznych wyjątkach, gdy substancje kurczą się po podgrzaniu, wartości obu zmiennych są ujemne.
W przypadku materiałów izotropowych, których właściwości są niezależne od rozważanego kierunku, współczynnik rozszerzalności objętościowej jest trzykrotnie większy od współczynnika rozszerzalności liniowej.
