【中華百科全書●科學●膨脹係數】

楊籍富

【中華百科全書●科學●膨脹係數】

 

溫度的改變可使物質的狀態及大小改變。

 

物質是由原子所組成，在原子間的束縛力就如彈簧來繫著它們。

 

換句話說，當溫度升高，物質原子受了能量，原子間如彈簧伸縮來回振動增大，很可能這能量很大，可使原子間的束縛力破壞，所以會有固體熔成液體，或液體變成氣體。

 

由於溫度升高，原子間振動範圍擴大，亦即原子間距離增加導致了整個固體膨脹，任何固體線性的改變，加長、寬或厚度的改變，我們叫線膨脹。

 

如果線性長度，溫度增加T，長度增加，實驗求得長度改變和溫度改變T成正比，寫成式子如下：=αT或α=（見方程式1）α我們叫做線膨脹係數，它和材料有關。

 

列幾個物質的線膨脹係數如下表。

 

見圖1一般而言，物體(假設它非常均稱)受熱是各方向均勻的膨脹(如下圖)。

 

見圖2見圖3膨脹後非但此物體面積脹大，且中心的圓洞也一齊放大。

 

依照這觀念，我們不難定義在二空間(即長和寬)的面積變化，A即面膨脹，如下式：A=2αAT2α就是面膨脹係數。

 

進而在三度空間的體積變化，V即體膨脹，如下式：V=3αAV3α就是體膨脹係數。

 

在上面談論是以固體而言，可是對於液體，因沒有固定的形狀，我們只能以體積對溫度變化，如以β代表體膨脹係數，則見方程式2通常β是十倍於固體體膨脹係數。

 

在氣體方面，溫度變化對體積或壓力變化太大，一般我們不以膨脹係數來定義。

 

（陳耀聰）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=9940