Uitzettingscoëfficiënt

De uitzettingscoëfficiënt van een materiaal geeft een maat aan de temperatuursafhankelijkheid van de dichtheid.

De meeste materialen zullen bij het opwarmen uitzetten (positieve uitzettingscoëfficiënt); bij een hogere temperatuur trillen de moleculen sterker, waardoor ze aldus een grotere ruimte innemen (volume stijgt). Een uitzondering hierop is water, dat de grootste dichtheid heeft bij 4°C. Het zet uit bij lagere en hogere temperaturen. Ook Zirkoniumwolframaat krimpt als het warmer wordt.

Hoe beter de atomen aan elkaar gebonden zijn, hoe lager de uitzettingscoëfficiënt: zo zijn de waardes voor wolfraam en diamant erg laag.

Toepassingen

In de werktuigbouwkunde worden tandwielen op assen vastgeklemd door het tandwiel te verwarmen (zodat het uitzet) en de as af te koelen (zodat het krimpt). Zo kunnen de stukken nét in elkaar geplaatst worden. Eens de temperatuur overal terug gelijk is, zit alles vastgeklemd.
De vloeistof in een thermometer heeft een uitzettingscoëfficiënt die constant blijft met de temperatuur (vloeistoffen als alcohol en kwik). Een temperatuursverandering zorgt voor een lineaire uitzetting van de vloeistof, en die uitzetting kan gemeten worden.

Lineaire uitzettingscoëfficiënt

<math> \alpha = {1 \over L_0} {dL \over dT} </math>

α = lineaire uitzettingscoëfficiënt [K^-1]

L = lengte [m]

T = temperatuur [K]

Kubieke (volumetrische) uitzettingscoëfficiënt

<math> \gamma = {1 \over V_0} {\partial V \over \partial T} </math>

of

<math> \gamma = {1 \over \rho}{\partial \rho \over \partial T} </math>

γ = Kubieke uitzettingscoëfficiënt [K^-1]

ρ = Dichtheid [kg m^-3]

T = Temperatuur [K]

V = Volume [m³]