熱膨張係数が大きいとは？単位、一覧と大きい材料は？

この記事の要点

熱膨張係数が大きいとは、物体の温度変化に伴う変形度合いが大きいことを意味します。

物体の変形度合いが大きければ、その分、体積変化も大きくなります。

この記事では、熱膨張係数が大きいとはどういう意味か、単位はどうなっているのか、材料ごとの一覧を整理します。

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熱膨張係数が大きいとは、物体の温度変化に伴う変形度合いが大きいことを意味します。

物体の変形度合いが大きければ、その分、体積変化も大きくなります。

なお、一般に、温度が上昇すれば物体は膨張（体積は大きく）します。

熱膨張係数が大きい材料は、同じ温度変化でも体積が膨張しやすいことを意味します。

今回は、熱膨張係数が大きいの意味、単位、一覧と大きい材料について説明します。

熱膨張係数の意味は下記が参考になります。

熱膨張係数が大きいとは？

熱膨張係数が大きいとは、物体の温度変化に伴う変形度合い（変化率）が大きいことを意味します。

物体の長さの変形が大きければ、その分、体積変化も大きくなります。

なお、一般に、温度が上昇すれば物体は膨張（体積は大きく）します。

よって熱膨張係数が大きい材料は、同じ温度変化でも体積が膨張しやすいです。

実際に計算しましょう。

熱膨張係数1.0×10^-5(1/℃)の材料１、熱膨張係数2.0×10^-5(1/℃)の材料2の温度変化が24度から25度に変化するとき、変化量は

・材料１　⇒　1.0×10^-5×(25－24)＝1.0×10^-5

・材料２　⇒　2.0×10^-5×(25－24)＝2.0×10^-5

のように、熱膨張係数が大きい材料の方が物体の温度変化に伴う変形度合い（変化率）が大きいですね。熱膨張係数の意味は下記が参考になります。

熱膨張係数の単位は「1/℃」です。熱膨張係数に温度変化を掛け算すると、熱膨張係数による変化量を算定できます。よって温度変化が大きいほど熱膨張による体積変化、長さの変化が大きいことを意味します。

熱膨張係数の一覧と大きい材料を下記に示します。

混同しやすい用語

熱膨張係数と線膨張係数

熱膨張係数は体積変化の割合を表し、線膨張係数は長さ方向の変化の割合を表します。

建築構造で使うのは主に線膨張係数ですが、両者を同じ意味で使う場合もあり注意が必要です。

熱膨張係数が大きいと熱変形が大きい

熱膨張係数が大きい材料は、同じ温度変化でも体積・長さの変化が大きくなります。

鉄とコンクリートは熱膨張係数がほぼ等しいため、鉄筋コンクリート構造が成立します。

体積変化率と長さの変化率

同じ熱膨張係数でも、体積変化率は長さの変化率の約3倍になります（3方向に膨張するため）。

「熱膨張係数が大きい」という表現が体積を指すのか長さを指すのかを文脈で判断する必要があります。

熱膨張係数を整理した表を示します。