Тепловое расширение

Определение "Тепловое расширение" в Большой Советской Энциклопедии

Тепловое расширение, изменение размеров тела в процессе его нагревания. Количественно Тепловое расширение при постоянном давлении характеризуется изобарным коэффициентом расширения (объёмным коэффициентом Тепловое расширение) . Практически значение а определяется из соотношения , где  -объем газа, жидкости или твёрдого тела при температуре Т₂ > T₁, V - исходный объём тела (разность температур T₂ - T₁ берётся небольшой). Для характеристики Тепловое расширение твёрдых тел наряду с a вводят коэффициент линейного T. р. , где l - первоначальная длина тела вдоль выбранного направления. В общем случае анизотропных тел , причём различие или равенство линейных коэффициентов Т. Р.  вдоль кристаллографических осей х, у, z определяется симметрией кристалла. Например, для кристаллов кубической системы, так же как и для изотропных тел,  и . Для большинства тел a > 0, но существуют исключения, например вода при нагреве от 0 до 4 °С при атмосферном давлении сжимается (a < 0). Зависимость a от Т наиболее заметна у газов (для идеального газа a = 1/T), у жидкостей она проявляется слабее. У ряда веществ в твёрдом состоянии - кварца, инвара и других - коэффициент а мал и практически постоянен в широком интервале температур. При T ® 0 коэффициент Тепловое расширение a а ® 0.
Значение изобарического коэффициента расширения некоторых газов,

жидкостей и твёрдых тел при атмосферном давлении

Коэффициент объёмного расширения			Коэффициент линейного расширения
Вещество	Температура, °С	a×103, (°C)–1	Вещество	Температура, °С	a×106, (°C)–1
Газы< Гелий Водород Кислород Азот Воздух (без СО2) Жидкости< Вода Ртуть Глицерин Бензол Ацетон Этиловый спирт	0-100 » » » » 10 20 80 20 » » » »	3,658 3,661 3,665 3,674 3,671 0,0879 0,2066 0,6413 0,182 0,500 1,060 1,430 1,659	Твёрдые тела Углерод алмаз графит Кремний Кварц || оси ^оси плавленный Стекло крон флинт Вольфрам Медь Латунь Алюминий Железо	20 » 3-18 40 40 0-100 0-100 0-100 25 25 20 25 25	1,2 7,9 2,5 7,8 14,1 0,384 ~9 ~7 4,5 16,6 18,9 25 12

  Тепловое расширение газов обусловлено увеличением кинетической энергии частиц газа при его нагреве и совершением за счёт этой энергии работы против внешнего давления. У твёрдых тел и жидкостей Тепловое расширение связано с несимметричностью (ангармоничностью) тепловых колебаний атомов, благодаря чему межатомные расстояния с ростом Т увеличиваются. Экспериментальное определение а и а_л осуществляется методами дилатометрии. Тепловое расширение тел учитывается при конструировании всех установок, приборов и машин, работающих в переменных температурных условиях.

  Лит.: Новикова С. И., Тепловое расширение твердых тел, М., 1974; Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Перри Д ж., Справочник инженера-химика, пер. с англ., т. 1, Л., 1969.