📏 열팽창 계산기 (ΔL=αLΔT)

대부분의 고체는 온도가 오르면 길이가 늘어나고, 내려가면 줄어듭니다. 이를 선형 열팽창(linear thermal expansion)이라 하며 다음 식으로 나타냅니다.

ΔL = α × L × ΔT

ΔL은 길이 변화량, α는 재질 고유의 선팽창계수(1°C당 팽창 비율), L은 원래 길이, ΔT는 온도 변화량입니다. 이 계산기는 4개 변수 중 3개를 입력하면 나머지 1개를 자동으로 구합니다.

선팽창계수는 원자 간 결합력과 결정 구조에 따라 달라집니다. PVC(52×10⁻⁶/°C)처럼 분자 결합이 약한 플라스틱류는 열팽창이 크고, 유리·콘크리트(약 8~12×10⁻⁶/°C)처럼 단단한 무기재료는 열팽창이 작습니다. 이 차이 때문에 다리·철로·건물 이음매에는 온도 변화를 흡수하는 신축이음(expansion joint)을 설계에 반영합니다.

예를 들어 길이 10m 강철 레일(α=12×10⁻⁶/°C)이 여름철 30°C 온도 상승을 겪으면, ΔL = 12×10⁻⁶ × 10 × 30 = 0.0036m = 3.6mm 늘어납니다. 철도·교량 설계 시 이런 계산으로 이음매 간격을 결정합니다.