Udvidelseskoefficient

Udvidelseskoefficient (ofte kaldet termisk udvidelseskoefficient) er en størrelse, der beskriver hvordan dimensioner ændrer sig med ændringer i temperatur. Den mest anvendte form er det lineære udvidelseskoefficient α, som definerer forholdet mellem ændringen i længde og temperatur: dL/L = α dT. Der findes også areal- og volumentiske udvidelseskoefficienter β og γ, som beskriver ændringer i to- og tre-dimensionale dimensioner: dA/A = β dT og dV/V = γ dT. For isotropt materiale er β ca. to gange α og γ ca. tre gange α.

Værdierne af udvidelseskoefficienten varierer med materiale og temperatur, og de ændres ofte med temperatur og tryk. Generelt ligger lineært α for mange metaller i størrelsesordenen 10^-6 per kelvin (10^-6 K^-1). For eksempel ligger stål typisk omkring 11–13 x10^-6 K^-1, aluminium omkring 22–24 x10^-6 K^-1, og kobber omkring 16–17 x10^-6 K^-1. Ikke-metalliske materialer kan have lavere eller højere værdier, og nogle krystallinske stoffer kan udvise anisotrop udvidelse (forskelligt α i forskellige retninger). Der findes også materialer med meget små eller endda negative udvidelseskoefficienter over visse temperaturintervaller.

Anvendelserne omfatter beregning af termisk styreskab, konstruktion af tolerancer og afbalancering af forskellige materialer i en konstruktion, samt brug af bimetale strips der bøjer ved temperaturændringer. Udvidelseskoefficienten er central i design af termisk stabile eller termisk kompenserende systemer og i nøjagtige måleprocesser som dilatometriske målinger.