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  • 1 # lianzichen

    物體由於溫度改變而有脹縮現象。其變化能力以等壓(p一定)下,單位溫度變化所導致的體積變化,即熱膨脹係數表示

    熱膨脹係數α=ΔV/(V*ΔT).

    式中ΔV為所給溫度變化ΔT下物體體積的改變,V為物體體積

    嚴格說來,上式只是溫度變化範圍不大時的微分定義式的差分近似;準確定義要求ΔV與ΔT無限微小,這也意味著,熱膨脹係數在較大的溫度區間內通常不是常量。

    溫度變化不是很大時,α就成了常量,利用它,可以把固體和液體體積膨脹表示如下:

    Vt=V0(1+3αΔT),

    而對理想氣體,

    Vt=V0(1+0.00367ΔT);

    Vt、V0分別為物體末態和初態的體積

    對於可近似看做一維的物體,長度就是衡量其體積的決定因素,這時的熱膨脹係數可簡化定義為:單位溫度改變下長度的增加量與的原長度的比值,這就是線膨脹係數。

    對於三維的具有各向異性的物質,有線膨脹係數和體膨脹係數之分。如石墨結構具有顯著的各向異性,因而石墨纖維線膨脹係數也呈現出各向異性,表現為平行於層面方向的熱膨脹係數遠小於垂直於層面方向。

    宏觀熱膨脹係數與各軸向膨脹係數的關係式有多個,普遍認可的有Mrozowski算式:

    α=Aαc+(1-A)αa

    αc,αa分別為a軸和c軸方向的熱膨脹率,A被稱為“結構端面”引數

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