長さの変化計算機は、温度の変化によって材料が膨張または収縮する量を決定するために使用される特殊なツールです。このツールは、温度の変化によって材料の長さが変化する可能性がある工学、物理学、建設などの分野で特に役立ちます。この計算機を使用すると、初期の長さ、温度の変化、材料の線膨張係数 (材料の種類によって異なる特性) に基づいて、材料の線膨張を簡単に計算できます。
この計算機を使用すると、ユーザーは構造、機械部品、その他の温度に敏感な設計が、性能を損なうことなく膨張や収縮に対応できることを確認できます。 安定 または機能性。
長さの変化計算機を使用する理由
- 建設およびエンジニアリング建物、橋梁、その他の構造物に使用される材料が温度による膨張と収縮に耐えられることを保証します。
- 製造業: 動作中に温度変動が生じる可能性のある機械や部品の精密製造用。
- 熱管理: 電子機器の変化を評価するために、 熱 拡張によりデバイスのパフォーマンスに影響が出る可能性があります。
長さの変化の計算式
長さの変化の計算は、材料の線膨張係数に依存します。線膨張係数は、温度変化の単位あたり材料の単位長さがどれだけ膨張するかを決定します。
式:
ΔL = L₀ * α * ΔT
場所:
- ΔL: 長さの変化（メートルまたは他の長さの単位）。
- L₀: 材料の元の長さ（初期長さ）（ΔL と同じ単位）。
- α: 材料に固有の線膨張係数（摂氏度あたり、°C⁻¹）。
- ΔT: 温度の変化（最終温度から初期温度を引いた値、単位は°C または K）。
線膨張係数 α は、各材料に固有の特性です。たとえば、鋼鉄やアルミニウムなどの金属はそれぞれ異なる α 値を持ち、同じ温度変化でどれだけ膨張または収縮するかに影響します。
一般的な材料の換算表
以下は、一般的に使用される材料の線膨張係数のサンプルを示す表です。これらの値は、ユーザーが長さの変化を推定するのに役立ち、個別に計算する必要なく、簡単に参照および比較できます。 時間.
| 材料 | 線膨張係数（α） | 初期長さ (L₀) | 温度変化 (ΔT) | 計算された長さの変化 (ΔL) |
|---|---|---|---|---|
| アルミ | 23×10⁻⁶/℃ | 1 m | 50°C | 0.00115 m |
| 鋼鉄 | 12×10⁻⁶/℃ | 1 m | 50°C | 0.0006 m |
| 銅 | 17×10⁻⁶/℃ | 1 m | 50°C | 0.00085 m |
| ガラス | 8×10⁻⁶/℃ | 1 m | 50°C | 0.0004 m |
| 具体的な | 10×10⁻⁶/℃ | 1 m | 50°C | 0.0005 m |
長さの変化計算機の例
長さの変化計算機の仕組みをよりよく理解するために、計算例を見てみましょう。
問題
初期長さが 2 メートルの鋼棒が 40°C の温度上昇にさらされます。鋼の線膨張係数が 12 x 10⁻⁶ /°C の場合、棒の長さの変化を計算します。
解決策
式の使用：
ΔL = L₀ * α * ΔT
- L₀ = 2メートル
- α = 12 x 10⁻⁶ /°C
- ΔT = 40℃
段階的な計算:
- ΔL = 2 * (12 x 10⁻⁶) * 40
- ΔL = 2 * 0.000012 * 40
- ΔL = 0.00096メートル、または0.96 mm
温度が 0.96°C 上昇すると、鋼棒は 40 ミリメートル膨張します。
最も一般的な FAQ
長さの変化計算機は、金属、ガラス、コンクリート、その他の一般的な建築材料など、線膨張係数が定義されているほとんどの材料に使用できます。ただし、材料の線膨張係数を知ることは重要です。線膨張係数は、エンジニアリング参考文献や材料科学表で確認できます。
はい、ただし、特定の材料では極端な温度で線膨張係数 (α) が変化する可能性があるため、精度が変わる可能性があります。非常に高温または低温の材料を扱う場合は、その条件下での α の変化について特定の材料データを参照してください。