热膨胀和热膨胀系数-解释和例子
热膨胀是当温度改变时，物体体积发生变化的趋势。
当一种材料被加热时，分子活动增加，储存在原子间键中的能量发生了变化。随着储存能量的增加，分子键的长度也随之增加。因此，固体加热时膨胀，冷却时收缩。膨胀与温度变化的比值称为材料的热膨胀系数。材料通常具有恒定的热膨胀系数，在使用过程中不会发生很大变化。然而，为了进行准确的分析，测量所有工作温度和压力范围内的热膨胀是必不可少的。随着键能的增加，热膨胀通常会降低，从而影响固体的硬度。
负热膨胀
有些材料在特定的温度范围内加热时会收缩，这被称为负热膨胀。当水冷却到4℃时，它的热膨胀系数降为零，当温度进一步降低时，它变成负值。
热膨胀的工程应用
机械零件制造中的收缩配合
在机械制造中要考虑到热膨胀
一个接一个的Ical组件。通过设计衬套直径略小于轴直径，可以获得在轴上安装衬套的收缩配合。套管被轻微加热，直到它适合轴，然后冷却。收缩配合通常用于工业预热金属部件，以允许膨胀，从而便于插入和取出另一个部件。
铁路轨道和钢桥
铁路轨道是利用热膨胀概念的另一个例子。铁轨之间留有空间，以便温度升高时铁轨膨胀，否则铁轨可能会弯曲。类似地，长钢桥的设计包括伸缩缝，通过固定一端，将另一端放在滚轮上，使其能够伸缩。
水银和双金属温度计
热膨胀也应用于含有液体的水银温度计，液体的体积随着温度的变化而变化。液体在冷却时所占空间较小，但当温度升高时则需要额外的空间。当液体膨胀时，它的体积会发生变化，并被迫沿着经过校准以显示温度的管子流动。
双金属条在机械温度计pos
由于热膨胀系数不同，它们随温度升高的膨胀是不同的。由于所使用的材料的膨胀或收缩不相似，带材弯曲。这个概念用于测量温度。
汽车发动机冷却剂
热膨胀的概念也用于汽车发动机冷却液系统。如果在冷的情况下将冷却剂填充在发动机的散热器中，它将随着发动机在运行过程中的加热而溢出。这样就安装了一个溢流罐，在热膨胀过程中积累这种冷却剂，当发动机冷却时，它返回到散热器。