膨胀与压缩

① 水的膨胀系数和压缩系数

体积膨胀系数（又名体胀系数）是指当物体温度改变1摄氏度时，其体积的变化和它在0℃时体积之比，常用符号α表示。

中文名
体积膨胀系数
体膨胀
无论物质是哪种形态的变化
外文名
Volume expansioncoefficient
或称
“体胀系数”
目
录
1定义 2体胀系数表 3钢筋锈蚀机理 4合金线膨胀
1定义
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设在0℃时物质的体积为V0，在t℃时的体积为Vt，则体胀系数的定义式为(见图)



即有Vt=V0（1+αt）。

由于固体或液体的膨胀系数很小，为计算方便起见，在温度不甚高时，可直接用下式计算，无需再求0℃时的体积V0

V2=V1[1+α（t2-t1）]。

式中V1是在t1℃时的体积，V2是在t2℃时的体积。这一式只适用于固体或液体，因为气体物质的膨胀系数值较大，不能运用此式。

单位：/k

对于混合液体：

式中：V‘1、V‘2-------温度为t1、t2时混合液体的体积；

Vl1、Vl2…Vln------温度为t1时混合液体各组分的体积分数

β1、β2、βn------各组分由t1至t2温度范围内的体积膨胀系数平均值

2体胀系数表
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水银1.82×10^-4

纯水2.08×10^-4

煤油9.0×10^-4

酒精1.1×10^-3

汽油1.24×10^-3

氢气3.66×10^-3

氧气3.67×10^-3

氨气3.80×10^-3

空气 3.676×10^-3

二氧化碳3.741×10^-3

一切气体 ≈1/273

甘油 4.9×10^-4

乙醇 7.5×10^-4

相关：线胀系数

3钢筋锈蚀机理
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根据X射线和化学分析结果，全面分析了混凝土中钢筋锈蚀的机理。在此基础上推算出钢筋锈蚀体积膨胀系数的理论值，并根据现场多组实测值给出钢筋锈蚀体积膨胀系数的统计结果。[1]

钢筋锈蚀体积膨胀系数的理论分析

根据前述钢筋锈蚀机理，钢筋锈蚀后的主要产物为FeOOH和Fe3O4，当仅考虑锈蚀前后Fe的平衡时，对于锈蚀产物FeOOH，反应式可简写为Fe— 3e→ FeOOH

根据锈蚀产物的X射线分析结果，如果忽略次要成分，一般大气环境中钢筋锈蚀产物平均含FeOOH约85%，含 Fe3O4约15%。据此，钢筋锈蚀后体积膨胀系数EFe为EFe= 0.85EFeOOH+ 0.15EFe3O4

Fe、FeOOH和Fe3O4的摩尔质量分别为55.8g/mol、88.8g/mol和231.4g/mol， Fe的密度为7.86g/cm3、FeOOH的密度为3.3～4.3g/cm3、Fe3O4的密度为4.9～5.2g/cm3。

当FeOOH和Fe3O4密度取最低值时，则EFe低=0.85×2.79+0.15×1.22=2.56

当FeOOH和Fe3O4密度取最高值时，则EFe高=0.85×1.91+0.15×1.09=1.79

当FeOOH和Fe3O4密度取中间值时，则EFe=0.85×2.29+0.15×1.15=2.12。[1]

钢筋锈蚀体积膨胀系数的实测结果

由理论分析知，钢筋锈蚀体积膨胀系数为1.79～2.56，平均值为2.18，密度取中间值时为2.12。为了确定理论分析的合理取值并对理论分析值进行验证，对挡风架钢筋锈蚀体积膨胀进行检测。为确定钢筋原始直径，选择混凝土保护层比较厚、构件表面完整、无锈胀裂缝和渗出锈液部位，凿掉保护层，清理钢筋上附着的砂浆等，用游标卡尺依步长20度旋转测量钢筋直径，以一组9个测量值的平均值作为所测部位钢筋原始直径，以此方法对挡风架12钢筋共检测15个部位，所得钢筋原始直径均值为12.0mm，均方差为0.09mm。

将理论计算值与实测值的统计结果比较可以看出，二者吻合较好，理论分析计算所得最低值与最高值的平均值与实测数据的均值仅相差7% 。理论值的变化范围较窄，实测值的变化范围较宽。其主要原因在于钢筋原始直径取12.0mm与实际值有偏差，锈蚀层不规则造成实测准确度受限制。

② 化工上的压缩与膨胀是什么意思

这是相对于气体做功来说的，很是简单明了，压缩就是对于气体的
摩尔数
不变，体积减小，然后研究其相应的状态函数（焓
熵）等等.....膨胀就是体积增大对应的计算