Теплово'е расшире'ние,
изменение размеров тела в процессе его нагревания. Количественно Т. р. при постоянном давлении характеризуется изобарным коэффициентом расширения (объёмным коэффициентом Т. р.) 
. Практически значение а определяется из соотношения 
, где 
-объем газа, жидкости или твёрдого тела при температуре Т
2
> T
1
,
V
— исходный объём тела (разность температур T
2
— T
1
берётся небольшой). Для характеристики Т. р. твёрдых тел наряду с a вводят коэффициент линейного T. р. 
, где l
— первоначальная длина тела вдоль выбранного направления. В общем случае анизотропных тел 
, причём различие или равенство линейных коэффициентов Т. Р. 
вдоль кристаллографических осей х, у, z
определяется симметрией кристалла. Например, для кристаллов кубической системы, так же как и для изотропных тел, 
и 
. Для большинства тел a > 0, но существуют исключения, например вода при нагреве от 0 до 4 °С при атмосферном давлении сжимается (a < 0). Зависимость a от Т
наиболее заметна у газов (для идеального газа
a =
1/T
),
у жидкостей она проявляется слабее. У ряда веществ в твёрдом состоянии — кварца
, инвара
и других — коэффициент а
мал и практически постоянен в широком интервале температур. При T
® 0 коэффициент Т. р. a а
® 0.
Значение изобарического коэффициента расширения некоторых газов,
жидкостей и твёрдых тел при атмосферном давлении
| Коэффициент объёмного расширения | Коэффициент линейного расширения | ||||
| Вещество | Температура, °С | a×10 3 , (°C) –1 | Вещество | Температура, °С | a×10 6 , (°C) –1 |
| Газы Гелий Водород Кислород Азот Воздух (без СО 2 ) Жидкости Вода Ртуть Глицерин Бензол Ацетон Этиловый спирт | 0—100 » » » » 10 20 80 20 » » » » | 3,658 3,661 3,665 3,674 3,671 0,0879 0,2066 0,6413 0,182 0,500 1,060 1,430 1,659 | Твёрдые тела Углерод алмаз графит Кремний Кварц || оси ^оси плавленный Стекло крон флинт Вольфрам Медь Латунь Алюминий Железо | 20 » 3—18 40 40 0—100 0—100 0—100 25 25 20 25 25 | 1,2 7,9 2,5 7,8 14,1 0,384 ~9 ~7 4,5 16,6 18,9 25 12 |
Т. р. газов обусловлено увеличением кинетической энергии частиц газа при его нагреве и совершением за счёт этой энергии работы против внешнего давления. У твёрдых тел и жидкостей Т. р. связано с несимметричностью (ангармоничностью) тепловых колебаний атомов, благодаря чему межатомные расстояния с ростом Т увеличиваются. Экспериментальное определение а и а л осуществляется методами дилатометрии . Т. р. тел учитывается при конструировании всех установок, приборов и машин, работающих в переменных температурных условиях.
Лит.: Новикова С. И., Тепловое расширение твердых тел, М., 1974; Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Перри Д ж., Справочник инженера-химика, пер. с англ., т. 1, Л., 1969.