Hệ số giãn nở nhiệt

Hệ số giãn nở nhiệt toàn phần được định nghĩa bởi (Incropera, 2001 p537)

${\displaystyle \beta =-{1 \over \rho }\left({\partial \rho \over \partial T}\right)_{P}={\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{P}}$

với ρ là mật độ, T là nhiệt độ, V là thể tích, các đạo hàm được tính khi áp suất P không đổi. Như vậy β là tỷ lệ thay đổi của mật độ khi nhiệt độ tăng và áp suất không đổi.

Đối với vật liệu tinh thể sự giãn nở nhiệt chỉ xảy ra khi trường lực không biến đổi theo hàm bậc hai.

Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính tỷ lệ thay đổi độ dài dọc theo một chiều của một thanh vật liệu rắn cho mỗi độ thay đổi của nhiệt độ:

${\displaystyle \alpha ={1 \over L}{\partial L \over \partial T}}$

với L là chiều dài của thanh theo chiều đã định.

Với vật liệu đẳng hướng, hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính xấp xỉ bằng 1/3 hệ số giãn nở nhiệt thể tích.

${\displaystyle \alpha \approx {\beta \over 3}}$

• Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Wiley, 5th Edition, 9 tháng 8 năm 2001, ISBN 0471386502