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热膨胀系数

热膨胀系数 CTE   Coefficient thermal expansion
    物体由于温度改变而有膨胀与收缩的现象。其变化能力在等压条件下，单位温度变化所导致的体积变化，即称为热膨胀系数。
热膨胀系数分为：体积膨胀系数β、线膨胀系数热α。
体积膨胀系数β=ΔV/(V*ΔT)，
线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT)，
式中： ΔV：为所给温度变化ΔT下物体体积的改变       V：为初始体积
        ΔL：为所给温度变化ΔT下物体长度的改变       L：为初始长度。
严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似。
准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。
温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体体积膨胀表示如下： Vt=V0(1+3αΔT)
而对理想固体(铁)：Vt=V0(1+0.000366ΔT)；
而对理想液体(水)：Vt=V0(1+0.000208ΔT)；
而对理想气体： Vt=V0(1+0.00367ΔT)；
Vt、V0分别为物体末态和初态的体积。

思考：所以理想气体的热膨胀系数是理想液体的18倍＝0.00367/0.000208

线膨胀系数：
对于可近似看做一维的物体，长度就是衡量其体积的决定因素，这时的热膨胀系数可简化定义为：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值。

体膨胀系数：
    对于三维的具有各向异性的物质，有线膨胀系数和体膨胀系数之分。
    如石墨结构具有显着的各向异性，因而石墨纤维线膨胀系数也呈现出各向异性，表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于层面方向。
    宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个，普遍认可的有Mrozowski算式：
           α=Aαc+(1-A)αa
αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率，A被称为“结构端面”参数。

各种金属的线性膨胀系数： 测定温度条件及单位：20℃，10×^-6 /℃

金属名称	元素符号	线性热膨胀系数	金属名称	元素符号	线性热膨胀系数
铍	Be	12.3	铝	Al	23.2
锑	Sb	10.5	铅	Pb	29.3
铜	Cu	17.5	镉	Cd	41.0
铬	Cr	6.2	铁	Fe	12.2
锗	Ge	6.0	金	Au	14.2
铱	Ir	6.5	镁	Mg	26.0
锰	Mn	23.0	钼	Mo	5.2
镍	Ni	13.0	铂	Pt	9.0
银	Ag	19.5	锡	Sn	2.0

液体的体积膨胀系数： 测定温度条件：20℃，单位：1/℃

汞（水银）	0.00018	二甲苯	0.00085
水	0.000208	汽油	0.00095
丙三醇（甘油）	0.00050	松节油	0.00100
浓硫酸	0.00055	煤油	0.00100
乙二醇	0.00057	甲苯	0.00108
苯胺	0.00085	乙酸	0.00110
乙醇（酒精）	0.00109	溴	0.00110
正辛烷	0.00114	四氯化碳	0.00122
三氯乙烯	0.00117	正庚烷	0.00124
甲醇	0.00118	二硫化碳	0.00119
苯	0.00125	氯仿	0.00127
乙酸乙酯	0.00138	丙酮	0.00143
乙醚	0.00160