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1-5. 열팽창 계수

1. 탄화 규소 재료의 정의

1-5. 열팽창 계수

2018-01-08

열팽창은 물질의 온도 변화에 따른 체적 변화 경향을 말한다.

물질이 가열 될 때, 입자는 더 많이 움직이기 시작하여 보통 더 큰 평균 분리를 유지합니다. 온도가 상승함에 따라 수축하는 물질은 거의 없다. 이 효과는 크기가 제한되어 있으며 제한된 온도 범위에서만 발생합니다 (아래 예 참조). 팽창 정도를 온도 변화로 나눈 값을 재료의 열팽창 계수라고하며, 일반적으로 온도에 따라 변합니다.


열팽창 계수는 온도의 변화에 ​​따라 물체의 크기가 어떻게 변하는지를 설명합니다. 구체적으로는 일정한 압력에서 온도 변화에 따른 크기 변화를 측정합니다. 몇 가지 유형의 계수가 개발되었습니다 : 용적, 면적 및 선형. 사용되는 특정 응용 프로그램과 어떤 차원이 중요한 것으로 간주되는지에 따라 달라집니다. 고체의 경우 길이 또는 일부 지역의 변경에만 관심이있을 수 있습니다.


용적 열팽창 계수가 가장 기본적인 열팽창 계수입니다. 일반적으로 물질은 온도가 변할 때 팽창하거나 수축하며 모든 방향에서 팽창 또는 수축이 발생합니다. 모든 방향으로 동일한 속도로 팽창하는 물질을 등방성이라고합니다. 등방성 재료의 경우, 면적 계수 및 선형 계수는 용적 계수로부터 계산 될 수있다.


이들 계수의 수학적 정의는 고체, 액체 및 가스에 대해 아래에서 정의됩니다.

가스, 액체 또는 고체의 일반적인 경우의 일반적인 체적 열팽창 계수에 의해 체적 팽창 계수는 다음 식에 의해 주어진다.


첨자 p는 팽창하는 동안 압력이 일정하게 유지됨을 나타내며 첨자 v는이 일반 정의에 들어가는 용적 (비 선형) 팽창을 강조합니다. 가스의 경우에는 압력이 일정하게 유지된다는 사실이 중요합니다. 왜냐하면 가스의 부피는 압력뿐만 아니라 온도에 따라 크게 달라지기 때문입니다. 저밀도의 가스에 대해서 이것은 이상 기체 법칙으로부터 볼 수있다.

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