Coeficient de dilatació

Archiu:Joint de dilatation gières. caps block 0

Junta de dilatació d'un pont. Si estes juntes no es construïren, la dilatació tèrmica dels materials quan aumentara la temperatura generaria uns esforços tan grans que fracturarien el pont. Per a calcular estes juntes es necessita conéixer el coeficient de dilatació tèrmica.

El coeficient de dilatació (o més específicament, el coeficient de dilatació tèrmica) és el cocient que medix el canvi relatiu de llongitut o volum que es produïx quan un cos sòlit o un decorregut dins d'un recipient canvia de temperatura sofrint una dilatació tèrmica.

De forma general, durant una transferència de calor, l'energia que està almagasenada en els enllaços intermoleculars o entre dos àtoms canvia. Quan l'energia almagasenada aumenta, també ho fa la llongitut d'estos enllaços. Aixina, els sòlits normalment s'expandixen en calfar-se i es contrauen en gelar-se; este comportament de resposta davant la temperatura s'expressa per mig del coeficient de dilatació tèrmica (típicament expressat en unitats de °C^-1):

Linealidad del coeficient de dilatació tèrmica

Per lo general, com ya s'ha apuntat, els sòlits es dilaten en calfar-los i es contrauen en gelar-se. Se sol supondre que el coeficient de dilatació tèrmica $\alpha$ és constant (és dir, que el seu valor no varia en la temperatura), lo que implica assumir que existix una relació llineal, de proporcionalitat, entre els increments de temperatura i els increments de llongitut. Açò no és estrictament cert, encara que per a un gran número d'aplicacions és una aproximació acceptable.

Sòlits

Per als sòlits, el coeficient de dilatació més utilisat és el coeficient de dilatació llineal α_L.

Canvi de llongitut d'una vareta per expansió tèrmica.

Per a una dimensió llineal qualsevol, es pot medir experimentalment comparant el valor de dita magnitut abans i despuix de cert canvi de temperatura, com:

${\alpha }_L=\frac{d\ln L}{dT}\approx \frac{1}{L}\frac{\Delta L}{\Delta T}$

El símbol per a este coeficient sol ser la lletra grega alfa $\alpha$ o la lletra lambda $\lambda$.