Коефіцієнт теплового розширення

Коефіціє́нт теплово́го розши́рення (англ. coefficient of thermal expansion) — фізична величина, яка характеризує, як змінюється розмір об'єкта зі зміною температури. Розрізняють коефіцієнт об'ємного розширення та коефіцієнт лінійного розширення.

Коефіцієнт теплового розширення
Деформаційний шов у дорожньому мосту, що використовується для запобігання пошкодженню від теплового розширення
Одиниці вимірювання
Розмірність	${\displaystyle {\mathsf {\Theta }}^{-1}}$
Одиниці вимірювання	кельвін у мінус першому степеніd

Коефіцієнт об'ємного розширення

Коефіціє́нт об'є́много розши́рення (${\displaystyle \alpha _{V}}$ або ${\displaystyle \alpha }$)^[1] — характеристика речовини, яка визначає відносну зміну її об'єму при зміні температури на 1 градус.

Вимірюється в обернених кельвінах або кельвінах у мінус першому степені (K⁻¹)^[1].

Температурний коефіцієнт об'ємного розширення визначається, як

${\displaystyle \alpha _{V}={\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)}$,

де ${\displaystyle V}$ — об'єм;

${\displaystyle T}$ — термодинамічна температура.

Для ідеального газу

${\displaystyle \alpha _{V}={\frac {1}{T}}}$.

Це значення задає порядок величини теплового розширення для будь-яких тіл. При кімнатній температурі температурний коефіцієнт об'ємного розширення ідеального газу дорівнює приблизно 3${\displaystyle \cdot }$10⁻³ K⁻¹.

Температурний коефіцієнт об'ємного розширення для більшості речовин додатній, хоча існують певні речовини, які стискаються при підвищенні температури в певному інтервалі температур. Серед них найважливіша — вода. Вода має від'ємний температурний коефіцієнт об'ємного розширення в інтервалі від нуля до 4 °C. Цій обставині, а також тому, що лід легший за воду, ми завдячуємо тим, що лід на воді утворюється на поверхні води, а не в глибині.

Коефіцієнт лінійного розширення

Використовується також коефіцієнт лінійного розширення (${\displaystyle \alpha _{l}}$)^[1]

${\displaystyle \alpha _{l}={\frac {1}{l}}\left({\frac {\partial l}{\partial T}}\right)}$,

який визначається як відносна зміна лінійного розміру ${\displaystyle l}$ тіла при підвищенні температури на 1 градус.

Див. також

• Дилатометрія
• Дилатометр