什么是线性膨胀系数是多少？(the coefficient of linear expansion?)
许多材料，特别是金属，由于原子的动能增加，在加热时物理性地膨胀。这种膨胀在所有三个维度上向外移动，尽管程度不一定相同。线性膨胀系数是将物体的长度差与进行两次长度测量时物体的温度差联系起来的数值。一个较大的数值意味着在设定的温度上升过程中，该材料比系数较低的材料膨胀得更多。
严格来说，线膨胀系数也是温度的一个函数，但对于大多数材料来说，在32°到212°F（0°到100°C）的范围内，它可以被视为一个常数。液体也会膨胀，其三维等价物，即给定温度下的立方体膨胀系数，被用于计算体积变化。气体会膨胀以填充它们所处的任何容器。由于它们的体积是固定的，气体的压力随着温度的升高而增加。
这些数值的表格可以在工程手册中找到。这些数值的单位是10,000a'或10-6 m/m K或10-6in/in °F。符号a'用于标准的美国测量系统中。评估一个例子将有助于使这些单位清晰。
这个值是以长度单位表示的。黄铜线的线膨胀系数被列为18.7 x 10-6 m/m K和10.4 x 10-6in/in °F。一根10英尺（3.048米）长的黄铜线在70℉（21.1℃）时被加热到80℉（26.6℃），其长度膨胀的计算方法是
10英尺就是120英寸。黄铜线每上升一华氏度，初始长度将膨胀10.4 x 10-6英寸。120 + (10.4 x 10-6) x 120 x 10 = 120.0125英寸。
用公制单位计算，就是3.048米+（18.7×10-6）×3.048×10x5/9=3.048316米，等于120.0124英寸。方程中的5/9将华氏度数转换为摄氏度数。
这种长度上的差异似乎是微不足道的，但是当设计像电力电缆这样长达几百英里或几千米，并且会经历150°或更高的温差的元件时，却必须考虑到热膨胀。具有非常严格的公差的部件，如光学设备，也必须防止温度变化或适应不同材料制成的部件的非均匀膨胀。
- 发表于 2022-02-10 15:16
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- 分类：科学
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