Teplotní rozpínavost

Teplotní rozpínavost (někdy také tepelná rozpínavost) je jev, při kterém se po zahřátí/ochlazení rozpínavé tekutiny o určitou teplotu (po dodání/odebrání tepla tekutině), mění vnitřní tlak při zachování jejího objemu.

Vysvětlení, stejné jako u teplotní roztažnosti, podává kinetická teorie - při zahřívání se molekuly látky pohybují rychleji a změny jejich hybnosti při nárazech vzájemných i nárazech na stěnu nádoby s tekutinou.

Všechny ideální plyny se rozpínají stejně a jejich teplotní součinitel rozpínavosti má hodnotu ${\displaystyle \alpha _{p}={\tfrac {1}{273,15}}\mathrm {K} ^{-1}\,}$. Tomuto chování se blíží i hodně zředěné reálné plyny.

Veličiny charakterizující teplotní rozpínavost

Pro teplotní rozpínavost uvádí česká verze mezinárodních norem^[1] 2 veličiny (${\displaystyle p\,}$ a ${\displaystyle T\,}$ je tlak resp. termodynamická teplota, indexem 0 je značena referenční hodnota, od které se počítá naznačená diference):

• Teplotní součinitel rozpínavosti, doporučená značka ${\displaystyle \alpha _{p}\,}$ (přípouští se i ${\displaystyle \beta \,}$)

  Definiční vztah: ${\displaystyle \alpha _{p}={\frac {1}{p}}{\frac {\mathrm {d} p}{\mathrm {d} T}}\,}$ (veličina však není úplně definována, pokud není udán typ změny)

  Jednotka K⁻¹ (nikoliv též °C⁻¹; nové řady norem již nepřipouštějí vedlejší jednotku °C ve složených jednotkách odvozených veličin, ale pouze pro Celsiovu teplotu)

• Rozpínavost, doporučená značka ${\displaystyle \beta \,}$

  Definiční vztah: ${\displaystyle \beta ={\frac {\mathrm {d} p}{\mathrm {d} T}}\,}$

  Jednotka Pa/K

V českých učebnicích a tabulkách hojně přetrvává starší název, definice a značení první z veličin^[2]:

• Teplotní rozpínavost = teplotní součinitel rozpínavosti (plynů), doporučené značky ${\displaystyle \gamma _{p}\,}$, ${\displaystyle \beta \,}$, ${\displaystyle \gamma '\,}$

  Definiční vztah: ${\displaystyle \gamma _{p}={\frac {1}{p_{0}}}{\frac {\Delta p}{\Delta T}}\,}$

  Dříve se připouštěla i jednotka °C⁻¹.

Rozpínavost

Kromě výše uvedené veličiny se termín rozpínavost používá pro obecnou vlastnost některých tekutin: Rozpínavá tekutina vyplní celý objem, který je jí vyčleněn (objem nádoby). Tím se rozpínavé plyny liší od nerozpínavých kapalin, které si zachovávají svůj objem i při zvětšení objemu nádoby.

Reference

Související články

• Teplotní roztažnost