熱膨張の計算(線膨張・体積膨張)
線膨張係数と、元の長さ・温度の変化を入れると、温度が変わったときにのびる(縮む)長さを計算します。元の体積を入れれば、体積の変化もわかります。線膨張係数は材質によって決まった値で、材料メーカーの資料などで調べて入れてください。
×10⁻⁶/℃
目安の値です。材質ごとの正確な数値は、材料メーカーの資料などで確認してください
m
℃
上がるならプラス、下がるならマイナスで入れます
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
m³
計算方法
線膨張 のびる長さ ΔL = α × L × ΔT(α は線膨張係数、L は元の長さ、ΔT は温度の変化)
例:線膨張係数12×10⁻⁶/℃の材質で、長さ1mの物が50℃上がると、のびる長さは 12×10⁻⁶×1×50 = 0.0006m(0.6mm)です。
体積膨張 多くの固体では、体積膨張係数はおよそ線膨張係数の3倍になります(β ≒ 3α)。元の体積を入れると、体積の変化 = β × 元の体積 × ΔTで計算します。
温度の変化がマイナス(冷える)のときは、長さも体積も縮みます(マイナスの変化)。線膨張係数は材質によって決まっていて、金属や樹脂の種類ごとに異なります。このツールの既定値(12)は目安の数字なので、実際に使う材質の線膨張係数は、材料メーカーの資料などで確認してください。
出典:この計算は式の定義によるもので、参照する公的な資料はありません。
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よくある質問
線膨張係数とは?
温度が1℃上がったときに、長さがもとの長さの何倍のびるかを表す数です。材質ごとに決まっています。
線膨張係数はどこで調べる?
使う材質の材料メーカーが公開している資料(データシート)などで確認できます。金属の種類によって値が大きく違います。
体積膨張係数はどう求める?
ほとんどの固体で、体積膨張係数は線膨張係数のおよそ3倍です(β≒3α)。
温度が下がったときは?
温度の変化をマイナスで入れると、長さ・体積とも縮んだ量として計算されます。
線路のつなぎ目にすき間があるのはなぜ?
夏の暑さで線路がのびても、レール同士がぶつからないように、すき間をあけているためです。