התפשטות תרמית

התפשטות תרמית ליניארית היא גורם קריטי שיש לקחת בחשבון בסביבות עם דרישות טמפרטורה רחבות. הבעיה נגרמת על ידי [מקדמי התפשטות תרמית של חומרי מסך המגע] או מבנה המסגרת.

ידע בסיסי

כאשר הטמפרטורה של חומר משתנה, האנרגיה המאוחסנת בקשרים הבין-מולקולריים בין האטומים משתנה. כאשר האנרגיה המאוחסנת גדלה, כך גם אורך הקשרים המולקולריים. כתוצאה מכך, מוצקים בדרך כלל מתרחבים בתגובה לחימום ומתכווצים בקירור; תגובה ממדית זו לשינויי טמפרטורה מתבטאת במקדם ההתפשטות התרמית שלה (CTE).

ניתן להגדיר מקדמים שונים של התפשטות תרמית עבור חומר בהתאם לשאלה אם ההתפשטות נמדדת על ידי:

• התפשטות תרמית ליניארית (LTE)
  התפשטות תרמית של אזור* (ATE)
• התפשטות תרמית נפחית (VTE)

מאפיינים אלה קשורים קשר הדוק. ניתן להגדיר את מקדם ההתפשטות התרמית הנפחית הן עבור נוזלים והן עבור מוצקים. ניתן להגדיר את ההתפשטות התרמית הליניארית רק עבור מוצקים, והיא נפוצה ביישומים הנדסיים.

חומרים מסוימים מתרחבים כאשר הם מקוררים, כמו מים קפואים, ולכן יש להם מקדמי התפשטות תרמית שליליים.

מקדמי התפשטות תרמית ב-20°C של מסך מגע וחומר מסגרת.