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膨胀仪膨胀系数的3大分类概述
点击次数:28 发布时间:2018-12-25
  膨胀仪膨胀系数的3大分类概述
  膨胀仪膨胀系数:为表征物体受热时,其长度、面积、体积变化的程度,而引入的物理量。它是线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数的总称。
  固体热膨胀:固体热膨胀现象,从微观的观点来分析,它是由于固体中相邻粒子间的平均距离随温度的升高而增大引起的。晶体中两相邻粒子间的势能是它们中心距离的函数,根据这种函数关系所描绘的曲线,称为势能曲线。它是一条非对称曲线。在一定温度下,粒子在平衡位置附近振动、具有的动能为EK,总能量为EK与相互作用能EP之和,它在整个运动过程中是守恒的。粒子间最接近的距离是r′,最远的距离是r〃。由于距离减小所引起的斥力增长比由于距离增大所引起的引力下降快的多,因而粒子间接近的距离与粒子间远离的距离关系是 r0r′<r〃-r0所以两相邻粒子中心的平均距离为 变的情形。由此可见,当晶体温度升高,粒子热振动加剧,体积膨胀。
  膨胀仪固体的线膨胀:由于固体随温度的变化而变化,当温度变化不太大时,在某一方向长度的改变量称为“固体的线膨胀”。例如,一细金属棒受热而伸长。固体的任何线度,例如,长度、宽度、厚度或直径等,凡受温度影响而变化的,都称之为“线膨胀”。
  线膨胀系数:亦称线胀系数。固体物质的温度每改变1摄氏度时,其长度的变化和它在0℃时长度之比,叫做“线膨胀系数”。单位为1/开。符号为αl。其定义式是 即有lt=l0(l+αlt)。由于物质的不同,线膨胀系数亦不相同,其数值也与实际温度和确定长度l时所选定的参考温度有关,但由于固体的线膨胀系数变化不大,通常可忽略这种变化,而将α当作与温度无关的常数。
  膨胀仪固体的面膨胀:当固体的温度变化不大时,其表面积随温度的升高而增大,这一现象叫“固体的面膨胀”。遵循的规律为:St=S0(1+αst)式中αs为面膨胀系数,单位是1/开,其量值为αs≈2ατ。
  固体的体膨胀:当固体的温度变化不大时,其体积随温度的升高而增大,这一现象叫“固体的体膨胀”。
  体积膨胀系数:或称“体胀系数”。无论物质是哪种(固体、液体或气体)形态的变化,都称之为体膨胀。当物体温度改变1摄氏度时,其体积的变化和它在0℃时体积之比,叫做“体积膨胀系数”。符号用α表示。设在0℃时物质的体积为V0,在t℃时的体积为Vt,则体胀系数的定义式为 即有Vt=V0(1+αt)。由于固体或液体的膨胀系数很小,为计算方便起见,在温度不甚高时,可直接用下式计算,无需再求0℃时的体积V0V2=V1[1+α(t2-t1)]。式中V1是在t1℃时的体积,V2是在t2℃时的体积。这一式只适用于固体或液体,因为气体物质的膨胀系数值较大,不能运用此式。
  液体热膨胀:液体是流体,因而只有一定的体积,而没有一定的形状。它的体膨胀遵循Vt=V0(1+βt)的规律,β是液体的体膨胀系数。其膨胀系数,一般情况是比固体大得多。
  膨胀仪气体的热膨胀:气体热膨胀的规律较复杂,当一定质量气体的体积,受温度影响上升变化时,它的压强也可能发生变化。若保持压强不变,则一定质量的气体,必然遵循着Vt=V0(1+γt)的规律,式中的γ是气体的体膨胀系数。盖·吕萨克定律,反映了气体体积随温度变化的规律。这一定律也可表述为:一定质量的气体,在压强不变的情况下,温度每升高(或降低)1℃,增加(或减小)的体积等于它在0℃时体积。