熱膨脹計算器(線性/面積/體積)
求固體在溫度變化時,長度、面積或體積的膨脹或收縮量。
Expansion type
m
1/K
K
Effective coefficient: 1α
- 1
Effective coefficient: factor × α
1 × 0.000012 = 0.000012Linear expansion uses α directly. - 2
Thermal change = (factor × α) × L0 × ΔT
0.000012 × 1 × 100 = 0.001200
此計算機如何運作?
熱膨脹量等於係數乘以原始尺寸乘以溫度變化。長度使用 ΔL = α·L0·ΔT,面積使用 ΔA = 2α·A0·ΔT,體積使用 ΔV = 3α·V0·ΔT。選擇模式,輸入 L0/A0/V0、單位為 1/K 的 α 及以開爾文表示的 ΔT,即可得到變化量和最終尺寸。
公式
How this is calculated
輸入原始尺寸(長度 L0、面積 A0 或體積 V0)、材料線性膨脹係數 α(單位 1/K),以及溫度變化 ΔT(開爾文;1 K 的變化等於 1 °C 的變化)。選擇欄位決定你是在擴展一維、二維或三維尺寸。
線性膨脹使用 ΔL = α·L0·ΔT,因此最終長度為 L = L0(1 + α·ΔT)。由於面積隨兩個長度縮放,體積隨三個長度縮放,各向同性材料的面積係數約為 2α,體積(立體)係數 β 約為 3α。計算工具根據選定模式將 α 乘以 1、2 或 3,並應用 ΔX = (factor·α)·X0·ΔT。
2α 和 3α 關係是一階近似,在 α·ΔT 很小時有效,對幾乎所有正常溫度範圍內的真實固體均成立。負值 ΔT 表示收縮(負變化量)。係數隨溫度變化,因此為求最佳精確度,請使用適合你工作溫度的值。
常見問題
固體在三個方向上均以相同的分率 α·ΔT 膨脹。三個近乎相等的膨脹相乘得約 (1 + α·ΔT)³ ≈ 1 + 3α·ΔT,因此各向同性材料的體積係數 β ≈ 3α。
兩者均可,因為這是溫度差。1 K 的變化等於 1 °C 的變化,因此 ΔT 在兩個刻度上數值相同。
這是一階近似。精確的面積因子為 (1 + α·ΔT)² − 1 = 2α·ΔT + (α·ΔT)²,但對典型材料而言,平方項可忽略不計,因此使用 2α·ΔT。
也稱為
TG we-Calculate Editorial Team. (2026). 熱膨脹計算器(線性/面積/體積) [Online calculator]. TG we-Calculate. https://we-calculate.com/zh-tw/calculator/thermal-expansion-calculator
TG we-Calculate Editorial Team. "熱膨脹計算器(線性/面積/體積)." TG we-Calculate. 2026. https://we-calculate.com/zh-tw/calculator/thermal-expansion-calculator.
TG we-Calculate Editorial Team, "熱膨脹計算器(線性/面積/體積)," TG we-Calculate, 2026. [Online]. Available: https://we-calculate.com/zh-tw/calculator/thermal-expansion-calculator
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