열팽창

열팽창 (Thermal Expansion)은 온도에 따라 물질의 부피가 증가하는 현상이다.

위의 그림과 같이 길이 L의 막대에서 온도에 따라 증가 되는 길이 dL는 다음 관계식을 가지며 길이 열팽창 (Linear Thermal Expansion)이라고 한다.

여기서, α_L는 길이 열팽창 계수 이다.

길이 열팽창 이외에 넓이 열팽창(Area Thermal Expansion)과 부피 열팽창(Volume Thermal Expansion)이 있다. 등방성 물질 (Isotropic Material)은 모든 방향에서 팽창 계수가 같기 때문에 부피 열팽창 계수는 길이 열팽창 계수의 3배이다. 하지만, 비등방성 물질 (Anisotropic Material)은 길이 방향에 따라 팽창 계수가 다르다.

20도에서 알루미늄의 길이 열팽창 계수는 23.1 [μm/K]이고 구리는 17[μm/K]이고 철은 11~13[μm/K]이다. 20도에서 10cm의 알루미늄은 100도가 되면 0.1848mm가 증가한다.