📏 Máy tính giãn nở nhiệt (ΔL=αLΔT)

Hầu hết chất rắn sẽ dài ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi — đó là sự giãn nở nhiệt tuyến tính.

ΔL = α × L × ΔT

ΔL là độ thay đổi chiều dài, α là hệ số giãn nở dài của vật liệu (tỷ lệ giãn nở trên mỗi °C), L là chiều dài ban đầu, và ΔT là độ thay đổi nhiệt độ. Máy tính này suy ra bất kỳ 1 trong 4 biến số từ 3 biến còn lại.

Hệ số này phụ thuộc vào độ bền liên kết nguyên tử và cấu trúc tinh thể. Các vật liệu polymer liên kết yếu như PVC (52×10⁻⁶/°C) giãn nở nhiều, trong khi các vật liệu vô cơ cứng như thủy tinh và bê tông (khoảng 8-12×10⁻⁶/°C) giãn nở rất ít. Vì vậy cầu, đường sắt và các mối nối công trình đều có khe giãn nở để hấp thụ chuyển động do nhiệt độ.

Một thanh ray thép dài 10m (α=12×10⁻⁶/°C) khi nóng thêm 30°C vào mùa hè sẽ giãn ra ΔL = 12×10⁻⁶ × 10 × 30 = 0.0036m = 3.6mm. Các kỹ sư đường ray và cầu dùng chính phép tính này để xác định kích thước khe giãn nở.