Redigerer Termisk ekspansjon

'''Termisk ekspansjon''' er tendensen [[materie]] har til å endre [[volum]] ved endring i [[temperatur]]. Når et stoff varmes opp begynner [[Partikkel|partiklene]] å forflytte seg raskere og holder da en større gjennomsnittlig avstand. Materialer som trekker seg sammen ved økende temperaturer er sjeldne; denne effekten er begrenset i størrelse og oppstår bare innenfor begrensede temperaturområder. Graden av ekspansjon dividert med endringen i temperatur kalles materialets ''koeffisient av termisk ekspansjon'' og varierer generelt med temperatur.

==Definisjon==

En stav med lengde ℓ&thinsp; vil under oppvarming forandre sin lengde med &Delta;ℓ. Hvis temperaturøkningen er &Delta;''T'', defineres ''lengdeutvidelseskoeffisienten'' som

: <math> \alpha_\ell = {1\over \ell} {\Delta \ell\over \Delta T} </math>

Den måles derfor i enheter av invers [[absolutt temperatur|temperatur]], det vil si K<sup> -1</sup>. Et typisk eksempel er en 10 m lang stålstang som utvideer seg med 6 mm når den varmes opp fra -20 &deg;C til 30 &deg;C. Det tilsvarer koeffisienten {{nowrap|''&alpha;''<sub>ℓ</sub>  {{=}} 1.2&times;10<sup> -5</sup>}} som er en typisk verdi for faste stoffer.<ref name = LHL> E. Lillestøl, O. Hunderi og J.R. Lien, ''Generell Fysikk'', Bind 2, Universitetsforlaget, Oslo (2001). ISBN 82-15-00006-1.</ref>

På tilsvarende hvis kan man definere en tredimensjonal utvidelseskoeffisient ''&alpha;&thinsp;'' for et homogent materiale. Hvis et volum ''V&thinsp;'' utvider seg med &Delta;''V&thinsp;'' under en  temperaturøkning &Delta;''T'', er den

: <math> \alpha = {1\over V } {\Delta V \over \Delta T} </math>

og måles med samme enhet som den lineære koeffisienten. For væsker og gasser er den vanligvis betydelig større enn for faste stoffer.<ref name = Atkins>P.W. Atkins, ''Physical Chemistry'', Oxford University Press, England (1988). ISBN 0-19-855186-X.</ref>

Når det faste stoffet er homogent, kan volumutvidelseskoeffisienten uttrykkes ved den lineære koeffisienten. Da vil et volum ''V'' = ℓ<sup>3</sup> utvides under oppvarming til

: <math> V \rightarrow (\ell + \Delta\ell)^3 = \ell^3 + 3\ell^2 \Delta \ell + \cdots </math>

når man benytter [[binomialformel]]en og neglisjerer høyere ordens ledd fordi &Delta;ℓ << ℓ. Det betyr at ''&alpha;'' = 3''&alpha;''<sub>ℓ</sub>. Denne sammenhengen kan også lett verifiseres ved direkte målinger.<ref name = LHL/>

En [[ideell gass]] med ''n&thinsp;'' [[mol (enhet)|mol]] og trykk ''P'', har [[tilstandsligning]]en {{nowrap|''PV'' {{=}} ''nRT&thinsp;''}} hvor ''R&thinsp;'' er [[gasskonstant]]en. Det betyr at {{nowrap|''P''&thinsp;&Delta;''V'' {{=}} ''nR''&thinsp;&Delta;''T''}}. Følgelig er {{nowrap|''&alpha;'' {{=}} 1/''T&thinsp;''}} dens volumutvidelseskoeffisient.

==Referanser==
<references/>

== Eksterne lenker ==
* {{Offisielle lenker}}
* {{Språkikon|engelsk|engelsk}} [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/thexp.html Hyperphysics: Thermal expansion]
* {{Språkikon|engelsk|engelsk}} [http://digitalfire.com/4sight/education/understanding_thermal_expansion_in_ceramic_glazes_198.html Understanding Thermal Expansion in Ceramic Glazes]

{{stubb}}
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Termodynamikk]]