Dilatare termică

Dilatarea termică (este folosit și termenul „expansiune termică”) este o modificare a dimensiunilor și formei liniare a unui corp atunci când temperatura acestuia se modifică . Cantitativ, dilatarea termică a lichidelor și gazelor la presiune constantă se caracterizează printr-un coeficient de dilatare izobar (coeficientul volumetric de dilatare termică). Pentru a caracteriza dilatarea termică a solidelor, se introduce suplimentar coeficientul de dilatare termică liniară.

Ramura fizicii care studiază această proprietate se numește dilatometrie (vezi dilatometru ).


Dilatarea termică a corpurilor este luată în considerare la proiectarea tuturor instalațiilor, instrumentelor și mașinilor care funcționează în condiții de temperatură variabilă.

Legea de bază a expansiunii termice spune că un corp cu o dimensiune liniară în dimensiunea corespunzătoare, cu o creștere a temperaturii sale cu și în absența forțelor mecanice exterioare, se extinde cu o cantitate egală cu:

,

unde este așa-numitul coeficient de dilatare termică liniară . Formule similare sunt disponibile pentru calcularea modificărilor în suprafața și volumul unui corp. În cazul cel mai simplu dat, când coeficientul de dilatare termică nu depinde nici de temperatură, nici de direcția de dilatare, substanța se va extinde uniform în toate direcțiile în strictă conformitate cu formula de mai sus.

Teorie

Dacă într-un corp solid principalul mecanism de expansiune și alte efecte termice este o creștere a amplitudinii oscilațiilor rețelei cristaline , atunci în cazul unui lichid este o scădere a numărului de vecini cei mai apropiați Z, care caracterizează scurtul -ordine de rază (un cristal are atât ordine de rază lungă, cât și ordine de rază scurtă, un lichid are doar ordine de rază scurtă, gaz - niciunul; prin urmare, cristalul păstrează atât volumul cât și forma, lichidul - doar volumul, iar gazul nu are nici volum fix, nici formă). Prin urmare, un model de găuri simplu al unui lichid [1] , bazat pe prezența unei ordini topologice cu rază scurtă de acțiune într-un lichid, caracterizat prin numărul celor mai apropiați vecini Z, descrie bine dilatarea termică și alte efecte ale temperaturii până la o temperatură critică. , cel puțin în lichide destul de simple [2] .

Vezi și

Link -uri

Note

  1. ↑ Cernuchi F., Eyring H. An Elementary Theory of the Liquid State // The Journal of Chemical Physics. - 1939. - Vol. 7, nr 7. - p. 547-551.
  2. ↑ Mecanismul Lipkin A.I. Hole al dependenței de temperatură a volumului și a vitezei sunetului într-un lichid // Jurnal acustic. - 1992. - T. 38, nr. 2. - S. 317-332. - UDC  538.951; 533,75 .