Калькулятор линейного теплового расширения предназначен для прогнозирования того, насколько материал расширяется или сжимается при воздействии изменения температуры. Этот расчет имеет основополагающее значение при проектировании и разработке процессов, чтобы избежать потенциальных структурный неудачи или неэффективность. Вводя коэффициент теплового расширения материала, его первоначальную длину и изменение температуры, которому он подвергается, пользователи могут точно определить ожидаемые изменения размеров. Этот инструмент незаменим в отраслях, где точность имеет первостепенное значение, поскольку гарантирует, что материалы будут работать должным образом при различных температурах.
Формула калькулятора линейного теплового расширения
Формула, лежащая в основе калькулятора линейного теплового расширения:
ΔL = α * L0 * ΔT
Где:
ΔLэто изменение длины.α— линейный коэффициент теплового расширения (в единицах на единицу температуры).L0это исходная длина.ΔTэто изменение температуры.
Понимание этой формулы имеет решающее значение для точного прогнозирования поведения материала в ответ на изменения температуры. Он отражает взаимосвязь между изменением температуры и регулировкой размеров, обеспечивая прочную основу для точных прогнозов и конструктивных решений.
Таблица общих условий
| Материалы | Коэффициент теплового расширения (α) | Единицы |
|---|---|---|
| Алюминий | 22.2 | 10^-6 /°С |
| Латунь | 19.0 | 10^-6 /°С |
| Медь | 16.5 | 10^-6 /°С |
| Сталь (Углерод) | 10.8 | 10^-6 /°С |
| Стекло | 8.5 | 10^-6 /°С |
| Бетон | 12.0 | 10^-6 /°С |
| Пластик (общий) | 50-200 | 10^-6 /°С |
| Титан | 8.6 | 10^-6 /°С |
| Вести | 29.0 | 10^-6 /°С |
Примечание. Точный коэффициент может варьироваться в зависимости от конкретного состава и состояния материала. Всегда обращайтесь к документации по конкретному материалу для получения наиболее точных данных.
Пример калькулятора линейного теплового расширения
Рассмотрим металлический стержень из алюминия длиной 2 метра при температуре 20°C. Насколько расширится стержень, если температура повысится до 50°С?
Данный:
- α (для алюминия) = 22.2 x 10^-6 /°C
- L0 = 2 метра
- ΔТ = 30°С (50 – 20)
Применение формулы:
ΔL = α * L0 * ΔT = 22.2 * 10^-6 * 2 * 30 = 0.001332 meters or 1.332 mm
Этот пример иллюстрирует функциональность калькулятора и дает четкое представление о процессе теплового расширения.
Наиболее распространенные часто задаваемые вопросы
Вы можете использовать этот калькулятор для любого материала, если вам известен его коэффициент теплового расширения. Сюда входят металлы, пластики, стекло и многое другое.
Точность калькулятора зависит от точности входных значений, особенно коэффициента теплового расширения, который может незначительно меняться в зависимости от состава и состояния материала.
Да, но имейте в виду, что линейное приближение может стать менее точным при очень больших изменениях температуры. В таких случаях рекомендуется учитывать особенности термического поведения материала.
это температура воздуха или температура поверхности материала?
Здравствуйте, AOGARCIA, спасибо за ваш вопрос. Входная температура относится к температуре поверхности материала, поскольку она имеет решающее значение для расчета теплового расширения. Температура воздуха в данном контексте не используется.