расширение, изменение размеров тела в процессе его нагревания. Количественно Т. р. при постоянном давлении характеризуется изобарным коэффициентом расширения (объёмным коэффициентом Т. р.) . Практически значение а определяется из соотношения , где -объем газа, жидкости или твёрдого тела при температуре Т 2 > T 1 , V - исходный объём тела (разность температур T 2 - T 1 берётся небольшой). Для характеристики Т. р. твёрдых тел наряду с a вводят коэффициент линейного T. р. , где l - первоначальная длина тела вдоль выбранного направления. В общем случае анизотропных тел , причём различие или равенство линейных коэффициентов Т. Р. вдоль кристаллографических осей х, у, z определяется симметрией кристалла. Например, для кристаллов кубической системы, так же как и для изотропных тел, и . Для большинства тел a > 0, но существуют исключения, например вода при нагреве от 0 до 4 |С при атмосферном давлении сжимается (a < 0). Зависимость a от Т наиболее заметна у газов (для идеального газа a1 /T ) , у жидкостей она проявляется слабее. У ряда веществ в твёрдом состоянии - кварца , инвара и других - коэффициент а мал и практически постоянен в широком интервале температур. При T - 0 коэффициент Т. р. a а - 0 .
Значение изобарического коэффициента расширения некоторых газов,
жидкостей и твёрдых тел при атмосферном давлении
Коэффициент объёмного расширения
Коэффициент линейного расширения
Вещество
Температура, |С
a×103, (|C)v1
Вещество
Температура, |С
a×106, (|C)v1 Газы
Гелий
Водород
Кислород
Азот
Воздух (без СО2) Жидкости
Вода
Ртуть
Глицерин
Бензол
Ацетон
Этиловый спирт
0-100
'
'
'
'
10
20
80
20
'
'
'
'
3,658 3,661 3,665 3,674 3,671
0,0879 0,2066 0,6413 0,182 0,500 1,060 1,430 1,659
Твёрдые тела
Углерод
алмаз
графит
Кремний
Кварц
|| оси
|оси
плавленный
Стекло
крон
флинт
Вольфрам
Медь
Латунь
Алюминий
Железо
20
'
3-18
40
40
0-100
0-100
0-100
25
25
20
25
25
1,2
7,9
2,5
7,8
14,1 0,384
~9
~7
4,5
16,6
18,9
25
12
Т. р. газов обусловлено увеличением кинетической энергии частиц газа при его нагреве и совершением за счёт этой энергии работы против внешнего давления. У твёрдых тел и жидкостей Т. р. связано с несимметричностью (ангармоничностью) тепловых колебаний атомов, благодаря чему межатомные расстояния с ростом Т увеличиваются. Экспериментальное определение а и а л осуществляется методами дилатометрии . Т. р. тел учитывается при конструировании всех установок, приборов и машин, работающих в переменных температурных условиях.
Лит.: Новикова С. И., Тепловое расширение твердых тел, М., 1974; Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Перри Д ж., Справочник инженера-химика, пер. с англ., т. 1, Л., 1969.