材料・工学

熱膨張計算（線膨張）

初期長さ、線膨張係数、温度変化から、長さの変化と最終長さを計算します。

計算

条件を入力する

線膨張の条件

0より大きい有限値。長さの単位を選びます。

入力値に10⁻⁶/Kを掛けます。有限値なら負の値も使えます。

有限値。同じ単位で終了温度も入力します。

有限値。ΔT = T₁ − T₀で温度差を求めます。

温度差の数値は、°CでもKでも同じです。2つの温度を同じ単位で入力してください。

計算結果

長さの変化 ΔL —
最終長さ L₁ —

値を確認して「計算する」を押してください。

長さを図でたしかめる

初期長さと最終長さ

計算待ち
初期長さ
—
温度差 ΔT
—
最終長さ
—
計算すると、長さの変化を模式図で示します。

図の棒は比較しやすいように幅を調整した相対表示です。実際の長さの縮尺ではありません。

計算方法

線膨張の式

ΔT = T₁ − T₀開始温度から終了温度を引いて温度差を求めます。
ΔL = αL₀ΔT線膨張係数、初期長さ、温度差から長さの変化を求めます。
L₁ = L₀ + ΔL初期長さに変化量を加えて最終長さを求めます。
α = 入力値 × 10⁻⁶/K入力欄の値は、10⁻⁶/Kを単位とする係数です。

前提と範囲

この計算の前提

  • 棒は無拘束で、自由に伸び縮みするとします。
  • 材料は均質で、温度は一様とします。
  • αは、指定した温度区間で有効な一定の区間平均・有効値です。
  • 温度差は°CとKで数値差が同じです。
  • 広い温度範囲、温度依存のα、相転移では、この単純式は不適切な場合があります。
  • 熱応力、面積膨張、体積膨張は扱いません。