「熱膨張率」の版間の差分
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'''熱膨張率'''（ねつぼうちょうりつ、{{
|author = [[文部省]]
|coauthors = [[日本物理学会]]編
|title = [[学術用語集]] 物理学編
|url = http://sciterm.nii.ac.jp/cgi-bin/reference.cgi
|year = 1990
|publisher = [[培風館]]
|isbn = 4-563-02195-4
|page =
}}</ref>
、'''{{Lang|en|CTE}}'''）は、[[温度]]の上昇によって[[物体]]の[[長さ]]・[[体積]]が膨張する割合を、1[[ケルビン|K]]（℃）当たりで示したものである。'''熱膨張係数'''（ねつぼうちょうけいすう）<ref name="terms" />ともいう。[[単位]]は 1/K である。
== 概要 ==
[[列車]]の走行時にガタンゴトンと音がするのは、[[分岐器]]以外であれば、[[鉄]]の線膨張による[[軌条|レール]]の歪みを防ぐ為にレール同士のつなぎ目に設けられた隙間に起因する。そのためこの音は[[気温]]の低い時の方がより大きくなる。
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なお、熱膨張率の異なる材料を組合せて使う場合、温度変化による熱膨張率の違いから、熱[[応力]]が生じる。この熱応力により、材料に[[クラック]]などが入って壊れることがあり、様々なものの[[故障]]原因となっている。
[[プルトニウム]]や[[タングステン酸ジルコニウム]]などの一部の物質は、温度の上昇により収縮するという'''負膨張'''を起こす。身近なところでは、[[水]]が0℃から3.98℃までの範囲で負膨張を起こす。近年では、[[理化学研究所]]が[[2005年]]に、マンガン窒化物をベースとした負膨張率の高い新素材の開発に成功している
|author = 独立行政法人[[理化学研究所]]
|coauthors = 独立行政法人[[科学技術振興機構]]
|date = 2005-12-13
|url = http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2005/051213/
|title = 温度が上がると縮む新物質を発見
|work = プレスリリース
|publisher = 理化学研究所
|accessdate = 2012-05-07
}}</ref>。
== 熱膨張率の詳細 ==
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[[固体]]の線膨張率 <math>\alpha</math> は、単位長さあたりにおける、温度による長さの変化率として定義されるので、物体の長さを <math>l</math> 、[[セルシウス温度]]を<math>t</math>とすると、
{{Indent|<math>\alpha=\frac{1}{l}\frac{dl}{dt}</math>}}
と定義される。そして、固体の線膨張率はごく小さく、また、温度によらずほぼ一定とみなせるので、<math>t</math> ℃における物体の長さ <math>l</math> は次のように表せる。▼
▲そして、固体の線膨張率はごく小さく、また、温度によらずほぼ一定とみなせるので、<math>t</math> ℃における物体の長さ <math>l</math> は次のように表せる。
{{Indent|<math>l=l_0(1+\alpha t)</math>}}
ここで <math>l_0</math> は0℃における物体の長さである。
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と表せる。すなわち体積膨張率は密度の温度による変化率によっても表せる。
== 主な物質の線膨張率 ==
（×10<sup>−6</sup>/K）
{| class="sortable wikitable"
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|}
== 主な物質の体積膨張率 ==
（×10<sup>−4</sup>/K）
{| class="sortable wikitable"
143 ⟶ 162行目:
|}
== 脚注 ==
{{DEFAULTSORT:ねつほうちようりつ}}▼
{{
{{Reflist}}
<!-- == 参考文献 == -->
== 関連項目 ==
<!-- {{Commonscat|Coefficient of thermal expansion}} -->
* [[熱]]
<!-- == 外部リンク == -->
{{Physics-stub}}
[[Category:物質の性質]]
[[category:熱]]
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