Thermische uitzetting berekenen

Je kunt de thermische uitzetting berekenen met de uitzettingscoëfficiënt, de lengte en het temperatuurverschil: een stalen staaf van 10 m wordt bij verwarming van 20 naar 80 °C 7,2 mm langer.

Voorbeeld: Wat wil je berekenen: Lengteverandering · Materiaal: Staal (12 · 10⁻⁶/K) · Beginlengte 10 m · Begintemperatuur 20 °C · Eindtemperatuur 80 °C → Resultaat: Lengteverandering ΔL = +7,2 mm, nieuwe lengte 10,0072 m. Bron: Wikipedia – Wärmeausdehnung (lineaire en volumetrische uitzettingscoëfficiënt). Bijgewerkt: .

m
°C
°C
Mijn toolboxJe invoer wordt alleen in deze browser opgeslagen.

Resultaat

Resultaat
Lengteverandering ΔL = +7,2 mm, nieuwe lengte 10,0072 m
Rekenwaarden
GegevenWaarde
Lineaire uitzettingscoëfficiënt α12 · 10⁻⁶ / K
Temperatuurverandering ΔT60 K
Lengteverandering ΔL+7,2 mm
Relatieve verandering+0,072 %
Nieuwe lengte10,0072 m
Uitzetting per meter of in procent
TemperatuurveranderingLengteverandering per meter
10 K0,12 mm
20 K0,24 mm
50 K0,6 mm
100 K1,2 mm
De coëfficiënten zijn richtwaarden bij ongeveer 20 °C en gelden voor een klein temperatuurbereik; legeringen, betonmengsels en kunststoffen wijken af per samenstelling. Voor contracten en onderdelen gelden de gegevens van de fabrikant.

Zo wordt het berekend

Vaste stoffen zetten uit bij verwarming: de lengteverandering is ΔL = α · L₀ · ΔT, met de lineaire uitzettingscoëfficiënt α, de beginlengte L₀ en de temperatuurverandering ΔT. Bij afkoeling is ΔT negatief en wordt het voorwerp korter.

Lengte, oppervlakte en volume

De lengte groeit evenredig met α, de oppervlakte ongeveer met 2α en het volume met γ ≈ 3α. Een stalen staaf van 10 m (α = 12 · 10⁻⁶ / K) die 60 K opwarmt, wordt 12 · 10⁻⁶ · 10 · 60 = 0,0072 m langer, dus 7,2 mm. Aluminium zet met 23,1 bijna twee keer zoveel uit als staal, kunststoffen zoals HDPE zelfs 15 tot 20 keer zoveel.

Waar het ertoe doet

Leidingen, rails, bruggen, gevels, hekwerken en vloerverwarming hebben dilatatievoegen of expansiebochten nodig, anders ontstaan spanningen en scheuren. Bij passingen in de techniek bepaalt de thermische uitzetting of een krimpverbinding houdt.

Veelgestelde vragen

Hoe bereken je de thermische uitzetting?

ΔL = α · L₀ · ΔT. Voor 10 m staal (α = 12 · 10⁻⁶ / K) en 60 K geeft dat 7,2 mm.

Hoeveel zet een kunststof buis uit?

PVC-U zet ongeveer 0,08 mm per meter en kelvin uit, HDPE ongeveer 0,2 mm. Een HDPE-buis van 10 m wordt bij 40 K 80 mm langer.

Wat is het verschil tussen α en γ?

α beschrijft de verandering van de lengte, γ die van het volume. Bij homogene vaste stoffen geldt γ ≈ 3α.

Bronnen en wettelijke basis

Bijgewerkt op: · Redactioneel beleid

Vergelijkbare tools