termisk utvidelseskoeffisient

Artikkelstart

Termisk utvidelseskoeffisient er en temperaturkoeffisient som angir forholdet mellom den relative dimensjonsøkningen (utvidelsen) til et legeme og temperaturstigningen.

Faktaboks

Også kjent som

lengdeutvidelseskoeffisient

volumutvidelseskoeffisient

De fleste stoffer er tilbøyelig til å utvide seg som en reaksjon på en økning i temperaturen. Termisk utvidelseskoeffisient er et mål hvor følsom denne endringen er, og angis som en relativ endring i utstrekning ved en temperaturøkning på én grad.

For faste stoffer kan den termiske utvidelseskoeffisienten angis som volumutvidelseskoeffisient, arealutvidelseskoeffisient eller lengdeutvidelseskoeffisient. Valg av type utvidelseskoeffisient er situasjonsbestemt, og avhengig av hvilke dimensjoner som er kritisk for endringer. For eksempel er lengdeutvidelseskoeffisienten for jernbaneskinner av større betydning enn volumutvidelseskoeffisienten. For væsker angis bare volumutvidelseskoeffisienter.

Lengdeutvidelseskoeffisient

Lengdeutvidelseskoeffisient er definert som forholdet mellom den relative lengdeøkningen av et legeme ved oppvarming og den tilsvarende temperaturøkningen. Et vanlig symbol for lengdeutvidelseskoeffisient er α.

\(\begin{equation} \alpha =\frac{1}{L}\frac{\Delta L}{\Delta T}\end{equation}\)

SI-enheten for lengdeutvidelseskoeffisienten er 1 K⁻¹. I praksis er det også vanlig å benytte den mindre enheten mm/mC der 1 mm/m/°C = 10⁻³ K⁻¹.

Lengdeutvidelseskoeffisienten er temperaturavhengig og kan bare angis ved en bestemt temperatur eller som gjennomsnittsverdi for et angitt temperaturområde. For de fleste stoffer er α i temperaturområdet 0–100 °C av størrelsesorden 1/(100 000 °C) = 10⁻⁵ K⁻¹, men den kan variere mellom 10⁻⁶ K⁻¹ og 10⁻⁴ K⁻¹.

Eksempel: Lengdeutvidelseskoeffisienten for stål er cirka 10⁻⁵ K⁻¹. En jernbaneskinne på 100 meter vil da utvide seg med cirka 1 mm for hver grad celsius.

Volumutvidelseskoeffisient

Volumutvidelseskoeffisient er definert som forholdet mellom den relative volumøkningen av et legeme ved oppvarming og den tilsvarende temperaturøkningen. Et vanlig symbol for volumutvidelseskoeffisient er g.

\(\begin{equation} g =\frac{1}{V}\frac{\Delta V}{\Delta T}\end{equation}\)

Som regel regnes g = 3α. Volumutvidelseskoeffisienten for væsker, bortsett fra vann, er av størrelsesorden 10⁻³ K⁻¹. Vann er den eneste væsken som i et bestemt område, 0–4 °C, har en negativ utvidelseskoeffisient. For de fleste gasser er g ved konstant trykk meget nær 0,00367 K⁻¹.

For nøyaktig angivelse av utvidelseskoeffisienter må alltid fysiske forhold som trykk og temperatur angis.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg