Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Độ giãn nở nhiệt”

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Duyệt lịch sử tương tác
← Thay đổi trướcThay đổi sau →
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Trực quanMã wiki
Không có tóm lược sửa đổi
Không có tóm lược sửa đổi
Dòng 5: Dòng 5:
| url = http://books.google.com/?id=BMVR37-8Jh0C&pg=PA668
| url = http://books.google.com/?id=BMVR37-8Jh0C&pg=PA668
| isbn = 1-4292-0132-0}}</ref> bởi sự [[truyền nhiệt]].
| isbn = 1-4292-0132-0}}</ref> bởi sự [[truyền nhiệt]].

==Hệ số giãn nở nhiệt ở một số vậy liệu==
Mục này tóm tắt một số hệ số giãn nở nhiệt của một vài loại vật liệu phổ biến.

Đối với các vật liệu đẳng hướng các hệ số giãn nở nhiệt dài ''α'' và hệ số giãn nở thể tích ''α<sub>V</sub>'' có mối quan hệ ''α<sub>V</sub>''&nbsp;=&nbsp;3''α''.
Đối với các chất lỏng thường hệ số giản nở thể tích được liệt kê và hệ số giãn nở dài được tính toán ở đây với mục đích so sánh.

Đối với các loại vật liệu phổ biến như kim loại và hợp chất, hệ số giãn nở nhiệt tỉ lệ nghịch với [[điểm nóng chảy]].<ref>[http://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering/3-60-symmetry-structure-and-tensor-properties-of-materials-fall-2005/video-lectures/sheer-and-thermal-expansion-tensors-part-1/ MIT Lecture ''Sheer and Thermal Expansion Tensors – Part 1'']</ref> Trong trường hợp đặc biệt đối với kim loại thì có mối quan hệ sau:
:<math>
\alpha \approx \frac{0.020}{M_P}
</math>
for [[halide]]s and [[oxide]]s
:<math>
\alpha \approx \frac{0.038}{M_P} - 7.0 \cdot 10^{-6} \, \mathrm{K}^{-1}
</math>

Bảng bên dưới, giá trị ''α'' từ 10<sup>−7</sup> K<sup>−1</sup> đối với các chất rắn cứng đến 10<sup>−3</sup> K<sup>−1</sup> đối với các chất lỏng hữu cơ. Hệ số ''α'' thay đổi theo nhiệt độ và một số loại vật liệu có độ dao động rất cao; xem ví dụ sự dao động so với nhiệu độ của hệ số giãn nở thể tích của polypropylene (PP) bán kến tinh ở các áp suất khác nhau, và sự dao động của hệ số giãn nở dài theo nhiệt độ của thép ở các cấp khác nhau (từ dưới lên: ferritic stainless steel, martensitic stainless steel, carbon steel, duplex stainless steel, austenitic steel).

(Công thức ''α<sub>V</sub>''&nbsp;≈&nbsp;3''α'' thường dùng cho chất rắn.)<ref name="thermex1">{{cite web|url=http://www.ac.wwu.edu/~vawter/PhysicsNet/Topics/Thermal/ThermExpan.html |archiveurl=http://web.archive.org/web/20090417003154/http://www.ac.wwu.edu/~vawter/PhysicsNet/Topics/Thermal/ThermExpan.html |archivedate=2009-04-17 |title=Thermal Expansion|publisher=Western Washington University }}</ref>

{|class="wikitable sortable"
|-
!Vật liệu
!Hệ số<br>nở dài ''α''<br>at 20&nbsp;°C<br/>(10<sup>−6</sup> K<sup>−1</sup>)
!Hệ số<br>nở thể tích ''α<sub>V</sub>''<br>at 20&nbsp;°C<br/>(10<sup>−6</sup> K<sup>−1</sup>)
!Ghi chú
|-
|[[Nhôm]]
|23.1
|69
|
|-
|[[Nhôm nitrit]]
|5.3
|4.2
|
|-
|[[Benzocyclobuten]]
|42
|126
|
|-
|[[Brass]]
|19
|57
|
|-
|[[Carbon steel]]
|10.8
|32.4
|
|-
|[[CFRP]]
|– 0.8<ref>{{Cite conference | first1 = Ashraf | last1 = Ahmed | first2 = Behrouz | last2 = Tavakol | first3 = Rony | last3 = Das | first4 = Ronald | last4 = Joven | first5 = Pooneh | last5 = Roozbehjavan | first6 = Bob | last6 = Minaie | title=Study of Thermal Expansion in Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites | conference = Proceedings of SAMPE International Symposium |location =Charleston, SC |year= 2012}}</ref>
|[[Anisotropic]]
|Fiber direction
|-
|[[Bê tông]]
|12
|36
|
|-
|[[Đồng]]
|17
|51
|
|-
|[[Kim cương]]
|1
|3
|
|-
|[[Ethanol]]
|250
|750<ref>{{Cite book|title=Young and Geller College Physics|edition=8th|last1=Young|last2=Geller|isbn=0-8053-9218-1}}</ref>
|
|-
|[[Galli (III) arsenua]]
|5.8
|17.4
|
|-
|[[Gasoline]]
|317
|950<ref name="thermex1" />
|
|-
|[[Thủy tinh]]
|8.5
|25.5
|
|-
|[[Thủy tinh]], [[borosilicat]]
|3.3
|9.9
|
|-
|Thủy tinh ([[Pyrex]])
|3.2<ref name="SerwayJewett2005">{{citation|author1=Raymond Serway|author2=John Jewett|title=Principles of Physics: A Calculus-Based Text|url=http://books.google.com/books?id=VaroJ5BNuZAC|year=2005|publisher=Cengage Learning|isbn=0-534-49143-X|page=506}}</ref>
|
|
|-
|[[Glycerin]]
|
|485<ref name="SerwayJewett2005" />
|
|-
|[[Vàng]]
|14
|42
|
|-
|[[Heli]]
|
|36.65<ref name="SerwayJewett2005" />
|
|-
|[[Indi phosphua]]
|4.6
|13.8
|
|-
|[[Invar]]
|1.2
|3.6
|
|-
|[[Sắt]]
|11.8
|33.3
|
|-
|[[Kapton]]
|20<ref>{{cite web|url=http://www.matweb.com/search/datasheettext.aspx?matguid=305905ff1ded40fdaa34a18d8727a4dc|title=DuPont™ Kapton® 200EN Polyimide Film|publisher=matweb.com}}</ref>
|60
|DuPont Kapton 200EN
|-
|[[Chì]]
|29
|87
|
|-
|[[Macor]]
|9.3<ref>{{cite web|url=http://www.corning.com/docs/specialtymaterials/pisheets/Macor.pdf|title=Macor data sheet|format=PDF|publisher=corning.com}}</ref>
|
|
|-
|[[Magiê]]
|26
|78
|
|-
|[[Thủy ngân]]
|61
|182<ref name="SerwayJewett2005" /><ref name="thermex2" />
|
|-
|[[Molybden]]
|4.8
|14.4
|
|-
|[[Nickel]]
|13
|39
|
|-
|[[Oak]]
|54<ref>{{cite web|url=http://www.forestry.caf.wvu.edu/programs/woodindustries/wdsc340_7.htm|archiveurl=http://web.archive.org/web/20090330062350/http://www.forestry.caf.wvu.edu/programs/woodindustries/wdsc340_7.htm|archivedate=2009-03-30|title= WDSC 340. Class Notes on Thermal Properties of Wood|work=forestry.caf.wvu.edu}}</ref>
|
|Perpendicular to the grain
|-
|[[Douglas-fir]]
|27<ref name="wooddata">{{cite techreport|url=http://ir.library.oregonstate.edu/xmlui/bitstream/handle/1957/1597/FPL_1487ocr.pdf| author1 = Richard C. Weatherwax | author2 = Alfred J. Stamm | title= The coefficients of thermal expansion of wood and wood products | year=1956 | institution = [[Forest Products Laboratory]], United States Forest Service | number = 1487}}</ref>
|75
|radial
|-
|[[Douglas-fir]]
|45<ref name="wooddata" />
|75
|tangential
|-
|[[Douglas-fir]]
|3.5<ref name="wooddata" />
|75
|parallel to grain
|-
|[[Platin]]
|9
|27
|
|-
|[[Polypropylen|PP]]
|150
|450
|{{Citation needed|reason=various types|date=March 2014}}
|-
|[[PVC]]
|52
|156
|
|-
|[[Thạch anh]] (tổng hợp]])
|0.59
|1.77
|
|-
|[[Thạch anh]]
|0.33
|1
|
|-
|[[Cao su]]
|''disputed''
|''disputed''
|''see [[Talk:Thermal expansion#Rubber has Negative TE.|Talk]]''
|-
|[[Sapphire]]
|5.3<ref>{{cite web|url=http://americas.kyocera.com/kicc/pdf/Kyocera%20Sapphire.pdf|title=Sapphire|publisher=kyocera.com}}</ref>
|
|Parallel to C axis, or [001]
|-
|[[Silicon Carbide]]
|2.77<ref>{{cite web|url=http://www.ioffe.rssi.ru/SVA/NSM/Semicond/SiC/basic.html |title=Basic Parameters of Silicon Carbide (SiC)|publisher=Ioffe Institute}}</ref>
|8.31
|
|-
|[[Silic]]
|2.56<ref>{{Cite journal|bibcode=1982ZPhyB..48...17B|doi=10.1007/BF02026423|title=The lattice parameter of highly pure silicon single crystals|journal=Zeitschrift für Physik B Condensed Matter|volume=48|pages=17|year=1982|last1=Becker|first1=P.|last2=Seyfried|first2=P.|last3=Siegert|first3=H.}}</ref>
|9
|
|-
|[[Bạc]]
|18<ref>{{cite web|url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/thexp.html#c1 |title=Thermal Expansion Coefficients at 20 C|publisher=Georgia State University|author=Nave, Rod }}</ref>
|54
|
|-
|[[Sitall]]
|0±0.15<ref>{{cite web|url=http://www.star-instruments.com/russian.html|title=Sitall CO-115M (Astrositall)|work= Star Instruments}}</ref>
|0±0.45
|average for −60&nbsp;°C to 60&nbsp;°C
|-
|[[Stainless steel]]
|10.1 ~ 17.3
|51.9
|
|-
|[[Thép]]
|11.0 ~ 13.0
|33.0 ~ 39.0
|Depends on composition
|-
|[[Titan]]
|8.6
|26<ref>[http://www.owlnet.rice.edu/~msci301/ThermalExpansion.pdf Thermal Expansion table]</ref>
|
|-
|[[Tungsten]]
|4.5
|13.5
|
|-
|[[Turpentine]]
|
|90<ref name="SerwayJewett2005" />
|
|-
|[[Nước]]
|69
|207<ref name="thermex2">{{cite web|url=http://www.efunda.com/materials/common_matl/Common_Matl.cfm?MatlPhase=Liquid&MatlProp=Thermal |title=Properties of Common Liquid Materials}}</ref>
|
|-
|[[YbGaGe]]
|≐0
|≐0<ref>{{cite journal|last1=Salvador|first1=James R.|last2=Guo|first2=Fu|last3=Hogan|first3=Tim|last4=Kanatzidis|first4=Mercouri G.|title=Zero thermal expansion in YbGaGe due to an electronic valence transition|journal=Nature|volume=425|year=2003|pmid=14562099|doi=10.1038/nature02011|bibcode = 2003Natur.425..702S|issue=6959|pages=702–5}}</ref>
|Refuted<ref>{{cite journal|last1=Janssen|first1=Y.|last2=Change|first2=S.|last3=Cho|first3=B.K.|last4=Llobet|first4=A.|last5=Dennis|first5=K.W.|last6=McCallum|first6=R.W.|last7=Mc Queeney|first7 = R.J.|last8=Canfeld|first8=P.C.|title=YbGaGe: normal thermal expansion|journal=Journal of Alloys and Compounds|volume=389|pages=10–13|year=2005|doi=10.1016/j.jallcom.2004.08.012}}</ref>
|-
|[[Zerodur]]
|≈0.02
|
|at 0...50&nbsp;°C
|}


==Tham khảo==
==Tham khảo==

Phiên bản lúc 10:21, ngày 2 tháng 9 năm 2015

Mối nối giãn nở được áp dụng giữa các dầm của cầu đường bộ tránh gây phá hủy công trình khi vật liệu giãn nở.

Độ giãn nở nhiệt là xu hướng vật chất thay đổi về thể tích khi nhiệt độ thay đổi,[1] bởi sự truyền nhiệt.

Hệ số giãn nở nhiệt ở một số vậy liệu

Mục này tóm tắt một số hệ số giãn nở nhiệt của một vài loại vật liệu phổ biến.

Đối với các vật liệu đẳng hướng các hệ số giãn nở nhiệt dài α và hệ số giãn nở thể tích αV có mối quan hệ αV = 3α. Đối với các chất lỏng thường hệ số giản nở thể tích được liệt kê và hệ số giãn nở dài được tính toán ở đây với mục đích so sánh.

Đối với các loại vật liệu phổ biến như kim loại và hợp chất, hệ số giãn nở nhiệt tỉ lệ nghịch với điểm nóng chảy.[2] Trong trường hợp đặc biệt đối với kim loại thì có mối quan hệ sau:

for halides and oxides

Bảng bên dưới, giá trị α từ 10−7 K−1 đối với các chất rắn cứng đến 10−3 K−1 đối với các chất lỏng hữu cơ. Hệ số α thay đổi theo nhiệt độ và một số loại vật liệu có độ dao động rất cao; xem ví dụ sự dao động so với nhiệu độ của hệ số giãn nở thể tích của polypropylene (PP) bán kến tinh ở các áp suất khác nhau, và sự dao động của hệ số giãn nở dài theo nhiệt độ của thép ở các cấp khác nhau (từ dưới lên: ferritic stainless steel, martensitic stainless steel, carbon steel, duplex stainless steel, austenitic steel).

(Công thức αV ≈ 3α thường dùng cho chất rắn.)[3]

Vật liệu Hệ số
nở dài α
at 20 °C
(10−6 K−1) 		Hệ số
nở thể tích αV
at 20 °C
(10−6 K−1) 		Ghi chú
Nhôm 23.1 69
Nhôm nitrit 5.3 4.2
Benzocyclobuten 42 126
Brass 19 57
Carbon steel 10.8 32.4
CFRP – 0.8[4] Anisotropic Fiber direction
Bê tông 12 36
Đồng 17 51
Kim cương 1 3
Ethanol 250 750[5]
Galli (III) arsenua 5.8 17.4
Gasoline 317 950[3]
Thủy tinh 8.5 25.5
Thủy tinh, borosilicat 3.3 9.9
Thủy tinh (Pyrex) 3.2[6]
Glycerin 485[6]
Vàng 14 42
Heli 36.65[6]
Indi phosphua 4.6 13.8
Invar 1.2 3.6
Sắt 11.8 33.3
Kapton 20[7] 60 DuPont Kapton 200EN
Chì 29 87
Macor 9.3[8]
Magiê 26 78
Thủy ngân 61 182[6][9]
Molybden 4.8 14.4
Nickel 13 39
Oak 54[10] Perpendicular to the grain
Douglas-fir 27[11] 75 radial
Douglas-fir 45[11] 75 tangential
Douglas-fir 3.5[11] 75 parallel to grain
Platin 9 27
PP 150 450 [cần dẫn nguồn]
PVC 52 156
Thạch anh (tổng hợp]]) 0.59 1.77
Thạch anh 0.33 1
Cao su disputed disputed see Talk
Sapphire 5.3[12] Parallel to C axis, or [001]
Silicon Carbide 2.77[13] 8.31
Silic 2.56[14] 9
Bạc 18[15] 54
Sitall 0±0.15[16] 0±0.45 average for −60 °C to 60 °C
Stainless steel 10.1 ~ 17.3 51.9
Thép 11.0 ~ 13.0 33.0 ~ 39.0 Depends on composition
Titan 8.6 26[17]
Tungsten 4.5 13.5
Turpentine 90[6]
Nước 69 207[9]
YbGaGe ≐0 ≐0[18] Refuted[19]
Zerodur ≈0.02 at 0...50 °C

Tham khảo

  1. ^ khi vật thể bị nung nóng kích thước của nó sẽ tăng. Sự gia tăng theo các chiều này được gọi là sự giãn nở vì nhiệt.Paul A., Tipler; Gene Mosca (2008). Physics for Scientists and Engineers, Volume 1 (ấn bản 6). New York, NY: Worth Publishers. tr. 666–670. ISBN 1-4292-0132-0.
  2. ^ MIT Lecture Sheer and Thermal Expansion Tensors – Part 1
  3. ^ a b “Thermal Expansion”. Western Washington University. Bản gốc lưu trữ ngày 17 tháng 4 năm 2009.
  4. ^ Ahmed, Ashraf; Tavakol, Behrouz; Das, Rony; Joven, Ronald; Roozbehjavan, Pooneh; Minaie, Bob (2012). Study of Thermal Expansion in Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites. Proceedings of SAMPE International Symposium. Charleston, SC.
  5. ^ Young; Geller. Young and Geller College Physics (ấn bản 8). ISBN 0-8053-9218-1.
  6. ^ a b c d e Raymond Serway; John Jewett (2005), Principles of Physics: A Calculus-Based Text, Cengage Learning, tr. 506, ISBN 0-534-49143-X
  7. ^ “DuPont™ Kapton® 200EN Polyimide Film”. matweb.com.
  8. ^ “Macor data sheet” (PDF). corning.com.
  9. ^ a b “Properties of Common Liquid Materials”.
  10. ^ “WDSC 340. Class Notes on Thermal Properties of Wood”. forestry.caf.wvu.edu. Bản gốc lưu trữ ngày 30 tháng 3 năm 2009.
  11. ^ a b c Richard C. Weatherwax; Alfred J. Stamm (1956). The coefficients of thermal expansion of wood and wood products (PDF) (Bản báo cáo kỹ thuật). Forest Products Laboratory, United States Forest Service. 1487.
  12. ^ “Sapphire” (PDF). kyocera.com.
  13. ^ “Basic Parameters of Silicon Carbide (SiC)”. Ioffe Institute.
  14. ^ Becker, P.; Seyfried, P.; Siegert, H. (1982). “The lattice parameter of highly pure silicon single crystals”. Zeitschrift für Physik B Condensed Matter. 48: 17. Bibcode:1982ZPhyB..48...17B. doi:10.1007/BF02026423.
  15. ^ Nave, Rod. “Thermal Expansion Coefficients at 20 C”. Georgia State University.
  16. ^ “Sitall CO-115M (Astrositall)”. Star Instruments.
  17. ^ Thermal Expansion table
  18. ^ Salvador, James R.; Guo, Fu; Hogan, Tim; Kanatzidis, Mercouri G. (2003). “Zero thermal expansion in YbGaGe due to an electronic valence transition”. Nature. 425 (6959): 702–5. Bibcode:2003Natur.425..702S. doi:10.1038/nature02011. PMID 14562099.
  19. ^ Janssen, Y.; Change, S.; Cho, B.K.; Llobet, A.; Dennis, K.W.; McCallum, R.W.; Mc Queeney, R.J.; Canfeld, P.C. (2005). “YbGaGe: normal thermal expansion”. Journal of Alloys and Compounds. 389: 10–13. doi:10.1016/j.jallcom.2004.08.012.
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Độ_giãn_nở_nhiệt&oldid=21439888”