Obre el menú principal
Junta de dilatació d'un pont. Si les juntes de dilatació no es tinguessin presents en el disseny de l'estructura, la dilatació tèrmica dels materials a temperatures elevades generaria unes tensions mecàniques tan grans que podrien fracturar el pont.

Un coeficient de dilatació és una relació que mesura el canvi relatiu de longitud o volum que es produeix quan un cos sòlid o un fluid experimenta un canvi en algun paràmetre com ara la temperatura, la pressió o la concentració.

Contingut

Coeficient de dilatació tèrmicaModifica

El coeficient de dilatació tèrmica, o coeficient de dilatació isòbara, és el quocient que mesura el canvi relatiu de longitud o volum que es produeix quan un cos sòlid o un fluid experimenta un canvi de temperatura a pressió constant. Durant una transferència de calor, l'energia que està emmagatzemada en els enllaços intermoleculars entre dos àtoms canvia; quan l'energia emmagatzemada augmenta, també ho fa la longitud d'aquests enllaços (el material pateix una dilatació tèrmica). Per tant, els sòlids solen expandir-se quan s'escalfen i contraure's quan es refreden.

El coeficient de dilatació tèrmica se sol denotar per α (alfa). Les seves unitats són K-1 (o, el que és el mateix, °C-1) i es defineix per:

 

On V és el volum, T és la temperatura i p significa que la transformació és a pressió constant.

Per a sòlids, el tipus de coeficient de dilatació tèrmica que se sol usar és el coeficient de dilatació lineal αL (o simplement α). Per a una dimensió lineal qualsevol, el coeficient de dilatació tèrmica lineal es pot mesurar experimentalment comparant el valor d'aquesta magnitud abans i després de cert canvi de temperatura:

 

D'altra banda, pel que fa a gasos i líquids, se sol utilitzar coeficient de dilatació tèrmica volumètric αV, que ve donat per l'expressió:

 

Per a materials isòtrops se sol complir la següent relació:[1]

 

Llista de coeficients de dilatació tèrmicaModifica

 
Coeficient de dilatació tèrmica volumètric d'un polipropilè semicristal·lí

A continuació es llisten alguns valors de coeficients de dilatació tèrmica per diferents materials.

Material Coeficient de dilatació tèrmica
lineal αL a 20 °C (K-1)
Coeficient de dilatació tèrmica
volumètric αV a 20 °C (K-1)
Notes
Acer 11,0-13,0 x 10−6 33-39 x 10−6 Depèn de la composició
Bronze 17,5 x 10−6
Coure 17 x 10−6 51 x 10−6
Diamant 1 x 10−6 3 x 10−6
Ferro 11,8 x 10−6 33,3 x 10−6
Ferro colat 10,5 x 10−6
Formigó 12 x 10−6 36 x 10−6
Invar 1,2 x 10−6 3,6 x 10−6 36% Ni + 64% Fe
Titani 8,6 x 10−6
Llautó 18,5 x 10−6 57 x 10−6
Nylon 30 x 10−6
Pyrex 4 x 10−6
Polipropilè 150 x 10−6 450 x 10−6
Porcellana 4,0 x 10−6
PVC 52 x 10−6 156 x 10−6
Quars 0,33 x 10−6 1 x 10−6
Vidre 8,5 x 10−6 25,5 x 10−6

ReferènciesModifica

  1. «Thermal Expansion». Western Washington University.

Vegeu tambéModifica