ACTION de la CHALEUR sur les MATERIAUX

-action de la chaleur

ACTION de la CHALEUR SEULE = DILATATION

Une dilatation est une augmentation des dimensions géométriques d’un corps sous l'action de la chaleur.

-quand elle ne concerne qu'une coordonnée, elle est dite dilatation linéaire 

-quand elle concerne deux coordonnées ensemble, elle est dite dilatation de surface 

-quand elle concerne les 3 coordonnées en même temps, elle est dite dilatation de volume. 

Si la longueur initiale est l0 , la dilatation  est la longueur ajoutée (Dl), l'élongation (lT) est la longueur résultante après dilatation (lT = l0 + Dl)

et la dilatibilité(u) est l'allongement relatif, donc le rapport entre dilatation et longueur initiale (u = Dl / l0 ) 

Le plutonium est le plus dilatable des métaux (6.10-5 à 200° K)

 

ACTION de la CHALEUR et de la PRESSION = THERMOELASTICITE

On utilise des coefficients exprimant les variations de géométrie d’un corps par rapport à l'évolution de température et de la pression

1.le coefficient de variation de pression isochore (dimension Θ-1 Unité S.I.+ le K-1

 bc =  Δp / (po.ΔT)    Les valeurs pratiques sont de l'ordre de 10-5 à -3  K-1

 

2.les coefficients de variation géométrique isobare (α) représentant la variation relative de géométrie par rapport à la température

Dimension Θ-1.    Unité S.I.+ le K-1     On distingue 3 cas, selon le nombre de directions concernées >>>

2.1.le coefficient de variation linéaire isobare (αl)  concerne une variation de longueur

αl = Δl / (lo.ΔT)   ou, sous forme de viriel, où n’est retenu que le premier terme

 :lT = l0(1 + αl.ΔT)  

où lT (m)= longueur atteinte, suite à variation (faible) de température ΔT(K)

l0 (m)= longueur initiale (à température initiale)

lT / l0 = dilatabilité (synonyme de "allongement relatif ")

αl vaut en pratique pour les solides = 2.10-7 à -5 K-1 et pour les gaz = 10-2 à -3 K-1

2.2.le coefficient de variation surfacique isobare (αs)  concerne une variation de surface  αs = ΔS / (S0.ΔT)  

2.3.le coefficient de variation volumique isobare (αv)  concerne une variation de volume  αv = ΔV / (V0.ΔT)  

 

3.le coefficient de variation volumique isotherme (c) n'est pas en relation avec la chaleur, puisqu'il ne concerne que des notions de volumes et pressions

 

4.le coefficient d'expansion volumétrique est le rapport entre (volume final) et (volume initial)

 

LA RELAXATION

est le retour (lent, avec une sorte de viscosité) d'une situation de dilatation vers une situation de repos (non dilatée)

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