การขยายตัวและการหดตัวของสสาร

เราจะใช้ข้อมูลเพื่อให้คำอธิบายที่เข้าใจง่ายเกี่ยวกับ "การขยายตัวและการหดตัวของวัสดุเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ" ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในการควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบคุณภาพ
สารบัญ [ซ่อน]
การขยายตัวและหดตัวของวัสดุเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิก่อให้เกิดปัญหาสำคัญในการควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบ
ที่นี่เราจะแนะนำข้อมูลเกี่ยวกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของสารทั่วไปที่ใช้ในผลิตภัณฑ์และอุปกรณ์การผลิต/ตรวจสอบ
เราได้รวบรวมผลลัพธ์ของการจำลองการขยายตัวและการหดตัวของวัสดุเมื่อเปรียบเทียบเครื่องปรับอากาศทั่วไปกับเครื่องปรับอากาศแบบแม่นยำ
ความสามารถในการทำซ้ำได้
“ความสามารถในการทำซ้ำได้” เป็นสิ่งสำคัญในการวิจัยและการพัฒนา การผลิต การตรวจสอบ ฯลฯ
*ความสามารถในการทำซ้ำได้
ความสามารถในการทำซ้ำ (reproducibility) คือคำที่ใช้อธิบายความแม่นยำของการวัด และบ่งชี้ถึงระดับความแปรปรวนของผลการวัดที่ได้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ในทางตรงกันข้าม ความสามารถในการทำซ้ำ (repeatability) หมายถึงระดับความแปรปรวนของผลการวัดที่ได้ภายใต้สภาพแวดล้อมเดียวกัน
เป็นที่ทราบกันดีว่าวัสดุที่ประกอบเป็นผลิตภัณฑ์และอุปกรณ์การผลิตและตรวจสอบจะขยายตัวและหดตัวตามอุณหภูมิ
นี่เป็นหนึ่งในปัจจัยที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการทำซ้ำได้ และอาจส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์และผลการทดสอบ
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและเชิงปริมาตร
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น วัสดุจะเกิดการเปลี่ยนแปลง เช่น ยืด ขยายตัว และบวม
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิมีอยู่ 2 ประเภท คือ "ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น" และ "ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงปริมาตร"
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นคืออะไร
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของของแข็งแสดงเป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงความยาวต่อหน่วยความยาวอันเนื่องมาจากอุณหภูมิ
หากความยาวของวัตถุคือ L และอุณหภูมิเป็นองศาเซลเซียสคือ T
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น α=1/L・dL/dT *
* dL/dT เป็นค่าดัชนีสำหรับความยาวที่ของแข็งเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิ T เปลี่ยนแปลงไป d และถึงแม้จะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัสดุของแข็ง แต่ก็เป็นค่าคงที่โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของของแข็งถือได้ว่าเกือบคงที่โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ ดังนั้นความยาว L ของวัตถุที่ T°C จึงเป็นดังนี้:
ความยาวของวัตถุ = L0(1+αT)
*L0 คือความยาวของวัตถุที่ 0°C

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของปริมาตรคืออะไร?
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงปริมาตรของของแข็งถูกกำหนดโดยใช้ปริมาตร V ของวัตถุดังนี้:
อัตราการขยายปริมาตร β=1/V・dV/dT และปริมาตร V แสดงเป็นความยาว L ของวัตถุ
ปริมาตร V=L3
ดังนั้น,
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของปริมาตร β=1/V・dV/dT
= 1/L3 dV/dL dL/dT
=3/ลิตร・เดซิลิตร/เดซิลิตร=3α
มันจะเป็น
หากใช้สัมประสิทธิ์การขยายปริมาตร β ในลักษณะเดียวกับสัมประสิทธิ์การขยายเชิงเส้น α
ปริมาตร V = V0(1+βT) = V0(1+3αT)
*V0 คือปริมาตรของวัตถุที่ 0°C
สิ่งนี้สามารถแสดงได้ดังนี้:

การขยายตัวและหดตัวของส่วนประกอบและอุปกรณ์อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องได้
เครื่องปรับอากาศความแม่นยำสูง ของ Apiste ควบคุมอุณหภูมิและความชื้นโดยอัตโนมัติ
- ข้อผิดพลาดด้านมิติเนื่องจากการขยายและหดตัวของชิ้นงาน
มันกำลังกลายเป็นปัญหา - การขยายและหดตัวของโต๊ะประมวลผลของเครื่องจักรประมวลผลความแม่นยำ
มันกำลังกลายเป็นปัญหา - มีการเปลี่ยนแปลงในการติดตั้งและความแม่นยำในการวางตำแหน่ง


