O tym narzędziu
Kalkulator rozszerzalności cieplnej oblicza, o ile część rośnie lub kurczy się przy zmianie temperatury, a opcjonalnie naprężenie, które narasta, jeśli część jest utrzymywana sztywno i nie może się rozszerzać. Wybierz materiał — lub wpisz własny współczynnik — wybierz, czy rozszerzasz długość, powierzchnię czy objętość, podaj wymiar pierwotny i zmianę temperatury, a zwróci zmianę wymiaru i nowy wymiar. Działa w całości w Twojej przeglądarce.
Rozszerzalność liniowa opisana jest ΔL = α·L₀·ΔT, dając nową długość L₀·(1 + α·ΔT), gdzie α to liniowy współczynnik rozszerzalności cieplnej. Rozszerzalność powierzchniowa używa w przybliżeniu 2α, a objętościowa 3α, więc narzędzie mnoży odkształcenie liniowe przez 1, 2 lub 3 zależnie od wybranego typu wymiaru. Wbudowane współczynniki są w jednostkach 10⁻⁶ na °C: stal 12, żeliwo 11, stal nierdzewna 17, aluminium 23, miedź 17, mosiądz 19, tytan 8,6, beton 12, szkło 9 i PVC 50. Zmianę temperatury można podać w °C lub °F (delta °F jest skalowana przez 5/9). Jeśli podasz moduł sprężystości, w pełni ograniczone naprężenie cieplne wynosi σ = E·α·ΔT, podawane w MPa i psi.
Jako przykład: stalowy pręt 1000 mm ogrzany o 80 °C rozszerza się o 12 × 10⁻⁶ × 1000 × 80 = 0,96 mm, osiągając 1000,96 mm. Gdyby ten sam pręt był sztywno zamocowany, tak że nie mógłby rosnąć, ściskające naprężenie cieplne przy E = 200 GPa wynosiłoby 200 000 × 12 × 10⁻⁶ × 80 ≈ 192 MPa — dlatego mosty, szyny i rurociągi potrzebują dylatacji i pętli, aby uwolnić dokładnie to naprężenie.