lämpötilajoustot

Lämpötilajoustot ovat aineen pituuden, tilavuuden tai muun ulottuvuuden muutoksia, kun sen lämpötila muuttuu. Ne johtuvat atomien värähtelyn lisääntymisestä ja sidosten pituuden reagoinnista lämpötilan muutoksiin. Yleisimmin tarkastellaan lineaarista ja tilavuudellista laajenemista; lineaarinen laajeneminen kuvaa pituuden muutosta, kun taas tilavuudellinen laajeneminen kuvaa tilavuuden muutosta.

Lineaarisen laajenemiskertoimen α avulla voidaan laskea ΔL = α L0 ΔT. Tilavuudellinen laajenemiskerroin β kuvaa tilavuuden muutosta ΔV = β V0 ΔT; isotropisissa materiaaleissa β on noin kolme kertaa α, mutta arvo riippuu materiaalista ja lämpötilasta.

Arvot vaihtelevat suuresti. Esimerkkejä: alumiini noin 23×10^-6 /°C, teräs noin 11–12×10^-6 /°C, betoni noin 10–12×10^-6 /°C, lasi noin 8–9×10^-6 /°C. Muovit voivat olla huomattavasti suurempia, esimerkiksi polyeteiinimuovit voivat olla 60–200×10^-6 /°C. Lämpötilajoustot riippuvat lämpötilavaihteluista sekä materiaalin koostumuksesta ja lämpötilavälistä.

Teollisuudessa lämpötilajoustot voivat aiheuttaa suuria jännitteitä, jos kappaleet ovat kiinnittyneitä toisiinsa tai liike on rajoitettua. Tämän vuoksi käytetään laajenemisjakoja sekä liukupintoja ja muita ratkaisuja, jotka sallivat liikkumisen; mitoituksessa huomioidaan erilaisten aineiden laajenemisvasteet. Arviointi tehdään usein dilatometreillä tai muilla lämpölaajenemisen mittausmenetelmillä, ja α sekä β määritellään eri lämpötilavaihteluille.