1. Wzór liniowy
ΔL = α · L₀ · ΔTZmiana długości jest proporcjonalna do L₀, α i ΔT.
Znak ΔT określa rozszerzenie lub skurcz.
2. Tabela współczynników
Wartości służą do oszacowań i wymagają potwierdzenia.
| Materiał | α [µm/(m·K)] | Uwagi |
|---|---|---|
| Stal | 12 | Wartość typowa. |
| Stal nierdzewna | 14 | Zależna od grupy. |
| Aluminium | 23 | Zależna od stopu. |
| Beton | 12 | Zależny od składu i wilgotności. |
| Brąz | 17,5 | Zależny od składu. |
| Konstantan | 15,2 | Wartość orientacyjna. |
| Miedź | 17 | Sprawdzić stan materiału. |
Wartości w kalkulatorze są danymi początkowymi, a nie kontraktowymi.
3. Jednostki α
12 µm/(m·K) = 12×10⁻⁶ K⁻¹.
Różnice w stopniach Fahrenheita wymagają przeliczenia.
4. Wpływ długości
Element dziesięć razy dłuższy zmienia długość dziesięć razy bardziej.
Jest to ważne dla rur, szyn i konstrukcji.
5. Rozszerzenie swobodne i ograniczone
Wzór opisuje ruch swobodny.
Ograniczenie wymaga obliczenia sił i naprężeń cieplnych.
Zastosowanie liczbowe
Przykład: stalowy pręt 2 m
Ogrzanie z 20 °C do 60 °C, α = 12 µm/(m·K).
- Obliczyć ΔT = 60 − 20 = 40 K.
- Przeliczyć α = 12 × 10⁻⁶ K⁻¹.
- Zastosować ΔL = 12 × 10⁻⁶ × 2 × 40.
- ΔL = 0,00096 m.
- Przeliczyć: 0,00096 m = 0,96 mm.
Wynik: Swobodne wydłużenie wynosi około 0,96 mm.
Metoda zgodna z podstawowymi równaniami fizyki cieplnej. Otwórz dokładne źródło ↗
Do sprawdzenia i pogłębienia
Bezpośrednie źródła
Każdy odsyłacz prowadzi do dokładnej strony kursu, normy lub publikacji wykorzystanej w opracowaniu.