¿Cuál es el significado físico del coeficiente de expansión lineal? ¿Cómo se mide en el experimento?
Indica el grado en que un material se expande o contrae. Se divide en el coeficiente de expansión lineal en un determinado punto de temperatura y el coeficiente de expansión lineal en un determinado rango de temperatura. Este último se denomina coeficiente de expansión lineal promedio. El primero es el alargamiento de una unidad de longitud de material por cada grado de aumento de temperatura; el coeficiente de expansión lineal promedio es el alargamiento promedio de una unidad de longitud de material en un cierto rango de temperatura por cada grado de aumento de temperatura.
Método de medición
1. Método indirecto del eyector
El método del eyector es un método clásico que adopta el principio de medición mecánica y fija un extremo de la muestra. En el extremo del soporte, el otro extremo está en contacto con el pasador expulsor. La muestra, el soporte y el pasador expulsor se calientan al mismo tiempo. La diferencia en la expansión térmica entre la muestra y estos componentes se transmite por el pasador expulsor. mesurado. Este tipo de instrumento se divide en varios tipos de instrumentos según la posición de la muestra (vertical u horizontal) y el método de medición de la expansión (medición directa, método electrónico u óptico).
El más utilizado es el dilatómetro inductivo. Su sensor es un transformador diferencial, también conocido como dilatómetro térmico de transformador diferencial. Debido al gran tamaño del pasador expulsor y el soporte, las condiciones de calentamiento del horno de alta temperatura son difíciles de lograr una distribución uniforme de la temperatura, y la expansión entre el pasador expulsor y el soporte es difícil de compensar entre sí, por lo que la medida Los valores de expansión deben corregirse.
2. Método de lectura directa del telescopio
El método de lectura directa del telescopio consiste en utilizar binoculares para observar directamente el valor de cambio de la expansión de la muestra a alta temperatura en el horno y obtener la linealidad. coeficiente de expansión mediante cálculo. La temperatura de medición puede alcanzar los 2000 °C y el micrómetro del ocular mide directamente el alargamiento de la muestra. La muestra utilizada es relativamente larga y el horno de calentamiento debe tener una zona de temperatura constante suficiente. La desventaja de este método es que generalmente no es fácil grabar automáticamente. Actualmente se han desarrollado sistemas de grabación automática para fotografías cronometradas.
3. Medición por método láser
La expansión térmica se ha desarrollado en los últimos años. Escanea la muestra con un rayo láser y mide continuamente el cambio de longitud de la muestra durante el proceso de calentamiento. Es popular debido a su alta precisión de medición, control totalmente automático, registro y sistema multifunción compuesto por computadoras. Al seleccionar un método de medición de la expansión térmica, las principales consideraciones son el rango de prueba, el tipo y las características del material a medir, la precisión y sensibilidad de la medición, etc.
Información ampliada
Debido a los diferentes materiales, el coeficiente de expansión lineal también es diferente. Su valor también está relacionado con la temperatura real y la temperatura de referencia seleccionada al determinar la longitud 1. Sin embargo, , debido al sólido El coeficiente de expansión lineal de no cambia mucho y generalmente puede ignorarse, mientras que a se considera una constante independiente de la temperatura.
Dos fórmulas de cálculo
1. Coeficiente de Expansión Térmica Lineal (coeficiente de expansión lineal CLTE):
α=ΔL/(L *ΔT)
2. Y coeficiente de expansión térmica en volumen:
γ=1/V. (ξV/ξT)p
En la mayoría de los casos, este coeficiente es positivo. Es decir, el volumen aumenta a medida que aumenta la temperatura. Pero hay excepciones cuando el agua está entre 0 y 4 grados centígrados, se producirá una desexpansión. Algunos materiales cerámicos casi no tienen cambios en sus propiedades geométricas cuando la temperatura aumenta y su coeficiente de expansión térmica es cercano a 0.
Enciclopedia Baidu-Coeficiente de expansión lineal
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