Dilatare termică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Dilatarea termică este fenomenul fizic prin care dimensiunile (volumul, suprafața, lungimea) unui corp cresc în urma variației temperaturii. Fenomenul opus se numește contracție termică. Pentru majoritatea substanțelor creșterea temperaturii duce la creșterea dimensiunilor, dar există și excepții.

În funcție de starea de agregare a corpului, dilatarea se manifestă diferit. Astfel, un corp solid își mărește toate dimensiunile liniare în același raport, un lichid își mărește volumul (forma sa depinde de vasul care îl conține), iar un gaz își mărește fie presiunea, fie volumul, fie amîndouă, în funcție de incinta în care se află. Modificarea valorii volumului produce modificarea valorii densității și în cazul amestecurilor a valorilor concentrațiilor raportate la volum ale componenților: concentrația molară și masică.

Coeficient de dilatare[modificare | modificare sursă]

Pentru solide creșterea relativă a unei dimensiuni (raportul dintre variația dimensiunii și dimensiunea inițială) este proporțională cu creșterea temperaturii. Coeficientul de proporționalitate se numește coeficient de dilatare termică, o mărime de obicei pozitivă, a cărei unitate de măsură este inversul unității de măsură a temperaturii. Pentru polimeri (de exemplu materiale plastice) acest coeficient este de circa 10 ori mai mare decît pentru metale, care la rîndul lor au un coeficient mai mare decît al ceramicilor.


\alpha_V = \frac{1}{V}\,\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)_p

Se măsoară cu dilatometrul.

Amestecuri[modificare | modificare sursă]

Dilatarea amestecurilor depinde de neidealitatea acestora prin intermediul mărimilor de exces.

V = \sum (V_i + V_i^{E}) \iff n \hat{V} = \sum (n_i V_i^{0} + n_i  \bar{V_i}^{E})

unde Vi sunt volumele componenților puri iar ViE sunt sunt volumele exces ale componenților.

Prin derivare cu temperatura rezultă

\frac{\partial V}{\partial T} = \sum_i \frac{\partial V_i}{\partial T} + \sum_i \frac{\partial V_i^{E}}{\partial T}

sau considerând volumul exces funcție de coeficientul de activitate al unui component in amestec și substituind


\bar{V^E}_i= RT \frac{\partial (ln(\gamma_i))}{\partial P}
\frac{\partial \bar{V^E}_i}{\partial T} = R \frac{\partial (ln(\gamma_i))}{\partial P} +RT {\partial^2\over\partial T\partial P} ln(\gamma_i)


\frac{\partial V}{\partial T} = \sum_i \frac{\partial V_i}{\partial T} + \sum x_i(R \frac{\partial (ln(\gamma_i))}{\partial P} +RT {\partial^2\over\partial T\partial P} ln(\gamma_i))

Prin introducerea coeficientului de dilatare


\alpha V= \sum_i \alpha_i V_i + \sum_i \alpha_i^{E} V_i^{E}
\alpha V= \sum_i \alpha_i V_i + \sum x_i(R \frac{\partial (ln(\gamma_i))}{\partial P} +RT {\partial^2\over\partial T\partial P} ln(\gamma_i))

Vezi și[modificare | modificare sursă]

Legături externe[modificare | modificare sursă]

dilatarea amestecurilor