선팽창계수 온도변화에 따른 길이변화 값 구하는 방법

선팽창계수 온도변화에 따른 길이변화 값

날씨가 풀리면 많은 분들이 다시금 건축을 시작합니다. 그런데 이럴 때 인테리어에는 크게 상관이 없을 수 있지만 익스테리어에는 중요한 성질 중 하나가 있으니, 바로 물체들의 팽창입니다. 그렇기 때문에 이번 시간에는 선팽창계수와 이를 이용해서 온도변화에 따른 길이변화 값 계산하는 방식에 대해 전달드리려고 합니다.

 

공식 설명

 

선팽창계수 온도변화에 따른 길이변화 값

 

개요

이번 시간에는 각 물체들의 선팽창계수에 대해 알아보고, 이를 통해 겨울철과 여름철 온도변화에 따른 길이변화 값을 함께 말씀드리도록 하겠습니다. 이를 통해 실제로 건축을 할 때 어느 정도의 간격과 여백을 사전에 고려해야 하는지 알 수 있게 됩니다.

 

선팽창계수

우선 가장 먼저 말씀드릴 부분은 바로 선팽창계수입니다. 이는 온도에 따른 물체의 길이 변화량 값을 나타낸 것인데, 해당 계수를 미리 알고 있어야 여름철과 겨울철 온도차이, 즉 온도변화에 따른 길이변화 값을 알 수 있게 됩니다.

 

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대표적인 금속 선팽창계수, 단위 10^(-6)

• 아연 : 30.0
• 납 : 29.0
• 알루미늄 : 23.8
• 은 : 18.8
• 구리 : 16.7
• 금 : 13.9
• 강철 : 12.5
• 주석 : 10.2
• 백금 : 8.9
• 티타늄 : 9.0
• 납 : 29.0
• 스텐레스 : 16.0

 

대표적인 액체 선팽창계수, 단위 10^(-6)

• 클로로포름 : 1260.0
• 메탄올 : 1220.0
• 알코올 : 1100.0
• 석유 : 1000.0
• 올리브유 : 720.0
• 유황 : 10.4
• 물 : 180.0
• 수은 : 180.0

 

대표적인 고체 선팽창계수, 단위 10^(-6)

• 고무 : 77.0
• 콘크리트 : 12.5
• 유리 : 9.5
• 화강암 : 8.3
• 목재 : 8.0
• 벽돌 : 5.5
• 건축용석재 : 7.0
• 대리석 4.4
• abs : 9.0
• 실리콘 : 2.6
• 다이아몬드 : 0.8

 

온도변화에 따른 길이변화 값 계산하는 공식

• 길이변화값(mm) = 선팽창계수 x 최초길이(mm) x 온도변화값

선팽창계수와 물체를 시공할 때의 최초길이를 알고 있다면 원하는 온도변화값을 대입해서 길이변확값을 구할 수 있습니다.

 

실제로 온도변화에 따른 길이변화 값 계산하기

만약 겨울철 -10℃에 시공했다면 여름철 온도 20℃일 때의 길이변화가 궁금할 것입니다. 이 때 온도변화값은 30이기 때문에 이를 기본으로 말씀드리도록 하겠습니다. 또한 첫 시공시 물체의 길이는 2m로 계산하겠습니다.

 

대표적인 금속 길이변화 값, 단위 mm

• 아연 : 1.8
• 납 : 1.74
• 알루미늄 : 1.428
• 은 : 1.128
• 구리 : 1.002
• 금 : 0.834
• 강철 : 0.75
• 주석 : 0.612
• 백금 : 0.534
• 티타늄 : 0.54
• 납 : 1.74
• 스텐레스 : 0.96

 

대표적인 액체 길이변화 값, 단위 mm

• 클로로포름 : 75.6
• 메탄올 : 73.2
• 알코올 : 66
• 석유 : 60
• 올리브유 : 43.2
• 유황 : 0.624
• 물 : 10.8
• 수은 : 10.8

 

대표적인 고체 길이변화 값, 단위 mm

• 고무 : 4.62
• 콘크리트 : 0.75
• 유리 : 0.57
• 화강암 : 0.498
• 목재 : 0.48
• 벽돌 : 0.33
• 건축용석재 : 0.42
• 대리석 : 0.264
• abs : 0.54
• 실리콘 : 0.156
• 다이아몬드 : 0.048

 

여담

길이선열팽창계수라는 단위를 보신 적이 있으실 것입니다. 이는 계산하는 공식이 또 다르기 때문에 다음 시간에는 길이선열팽창계수에 대해 다뤄 보도록 하겠습니다.