เครื่องคำนวณการขยายตัวเนื่องจากความร้อน

เกี่ยวกับเครื่องคำนวณนี้

การขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนอธิบายว่าความยาวของวัสดุเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิอย่างไร: ΔL = α · L₀ · ΔT โดย L₀ คือความยาวเดิม α คือสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเนื่องจากความร้อนของวัสดุ (คุณสมบัติเฉพาะของวัสดุแต่ละชนิด โดยทั่วไปแสดงต่อ °C หรือต่อ °F) และ ΔT คือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ วัสดุส่วนใหญ่ขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนและหดตัวเมื่อเย็นลง เพราะพลังงานความร้อนที่สูงขึ้นทำให้ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างอะตอมในโครงผลึกของวัสดุเพิ่มขึ้น

วิศวกรโยธาและวิศวกรเครื่องกลพึ่งพาการคำนวณการขยายตัวจากความร้อนอยู่เสมอ สะพานมีรอยต่อขยายตัว รางรถไฟวางโดยเว้นช่องว่างเล็กน้อย และท่อส่งมีท่อโค้งขยายตัว ทั้งหมดกำหนดขนาดด้วยสูตรนี้เพื่อป้องกันการโก่งงอหรือแตกร้าวเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปตามฤดูกาล สูตรนี้ยังจำเป็นในงานผลิต (เช่น การใส่ตลับลูกปืนแบบอัดสวมโดยให้ความร้อนเพื่อขยายตัวก่อนประกอบ) ในการเลือกวัสดุก่อสร้าง (เลือกคอนกรีตกับเหล็กส่วนหนึ่งเพราะสัมประสิทธิ์การขยายตัวใกล้เคียงกัน) และในการออกแบบเครื่องมือความแม่นยำสูงที่การเปลี่ยนแปลงของขนาดเพียงเล็กน้อยก็มีความสำคัญ