膨胀系数pengzhang xishu

表征物体受热时膨胀程度的物理量。对于固体有线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数，对于液体和气体，仅体膨胀系数才有意义。固体的任何线度(长度、宽度、厚度或直径等)随温度的变化都称为线膨胀。线膨胀系数定义为α=1/l(əl/əT)_p，式中l是固体的线度，T是温度，p是压强。线膨胀系数的物理意义是，温度每变化1度时，固体线度的相对变化量。各种物体的线膨胀系数不同，同一纯晶体沿不同的轴向也可有不同的α值。常温下线膨胀系数随温度稍有变化，即随温度的升高而增大，但对大多数固体，在不太大的温度范围内，可近似地把α看作常数，因而固体的线度用近似式l=_l0(1+αt)表示，式中l0是0℃时固体的线度，t是摄氏温度。线膨胀系数很小，数量级为10^-6～10^-5/℃。表1是部分固体材料线膨胀系数。固体的面膨胀系数定义为β=1/A(əA/əT)P，式中A为固体的面积。可以证明，对各向同性固体，β=2α。固体、液体或气体的体积随温度变化称为体膨胀。物体的体膨胀系数定义为γ=1/V(əV/əT)P，式中V为物体的体积。γ是温度每变化1℃时，物体体积的相对变化量。对各向同性固体，γ=3α。固体、液体和气体中，以气体的体膨胀系数为最大，固体的最小。当外界压强不变时，一切气体的体膨胀系数都近似相等，约为0.00367/℃，即约等于1/273/℃。表2和表3分别列出了几种液体和几种气体的体膨胀系数。

表1 固体的线膨胀系数

物 质	t/℃	α/10-6℃-1
铝 金 银 铜 铁 铂 黄铜(68Cu,32Zn) 钨 殷钢(36Ni,64Fe) 玻璃（平均） 金刚石 弹性橡胶 冰 镍 钾 锗 硅 混凝土 Al2O3 熔凝石英 钢 锡 软焊锡 铅 石膏 瓷 钼 石墨 铬 铱 水晶（结晶的） 大理石 钴 铋	25 25 25 25 25 25 25 0～300 0～100 0～300 0～78 17～75 -10～0 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温	25 14.2 19 16.6 12.0 9.0 18～19 4.5 0.8～12.8 0.8～12.8 1.2 77 51 12.8 83 5.5 2.3 12 9 0.4 11 26.7 25 29 2.5 3 5.2 8 8.4 6.5 10 约12 12.7 13.4

物 质	t/℃	α/10-6℃-1
康铜 青铜 镁 镉 锌 铅 木（顺纤维方向） 木（垂直于纤维方向）	室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温 室温	15.2 17.5 25.9 28.6 28.6 29.2 约6 约50

表2 几种液体的体膨胀系数

液 体	γ/10-3℃-1
水(10～40℃) 乙醇(20℃) 乙醚(20℃) 苯(20℃) 水银(20℃) 硫酸(20℃) 甘油 松节油 橄榄油 煤油 溴 二硫化碳 汞	0.150～0.302 1.12 1.63 1.24 0.182 0.558 0.49 0.67 0.5 1 1.11 1.22 0.18

表3 几种气体的体膨胀系数

气 体	γ/10-3℃-1
空气	3.676
氮	3.673
氢	3.664
氦	3.658
氨	3.800
氧	3.67
二氧化碳	3.741
二氧化硫	3.85
氖	3.661
氩	3.671
氯	3.833

膨胀系数

表示物体受热时其长度或体积增大程度的物理量。一般分为“线胀系数”和“体胀系数”。

膨胀系数

coefficent of expansion