열팽창 계산기

늘어날 자리를 만들어 주기 위해서입니다. 25m짜리 강철 레일은 겨울과 여름의 온도차 60°C만으로도 18mm가 늘어납니다. 틈이 없으면 늘어난 만큼 밀려나며 레일이 옆으로 휘어버립니다. 다리의 신축 이음과 콘크리트 바닥의 줄눈도 같은 이유로 둡니다.

각 방향으로 같은 비율로 늘어나기 때문입니다. 길이가 (1+αΔT)배가 되면 넓이는 그 제곱, 부피는 세제곱이 됩니다. 이것을 펼치면 1+2αΔT, 1+3αΔT에 α²이상의 아주 작은 항이 더해지는데 실온 범위에서는 그 항을 버려도 오차가 0.2% 아래입니다.

강철과 콘크리트의 선팽창계수가 거의 같기 때문입니다. 둘 다 약 12×10⁻⁶/K로, 온도가 변해도 같은 비율로 늘어나 서로 어긋나지 않습니다. 이 우연한 일치가 철근콘크리트라는 재료를 가능하게 했습니다.

선팽창계수가 작기 때문입니다. 일반 유리가 9×10⁻⁶/K인데 붕규산 내열유리는 3.3×10⁻⁶/K로 3분의 1입니다. 뜨거운 물을 부었을 때 안쪽과 바깥쪽의 온도 차이로 생기는 팽창 차이가 작아 깨지지 않습니다.

합니다. 다만 0~4°C 구간에서는 반대로 온도가 오를수록 부피가 줄어듭니다. 그래서 4°C의 물이 가장 무겁고, 얼음이 물에 뜨며, 겨울에 호수가 위부터 업니다. 이 계산기는 그 구간에는 맞지 않습니다.