Как рассчитать объем расширительного бака для отопления: Расчет объема расширительного бака для закрытой системы отопления

alexxlab

Содержание

Нужен ли расширительный бачок водонагревателя?

Да, необходим расширительный бак водонагревателя. Расширительные баки используются для защиты вашего водонагревателя от избыточного давления, которое является основной причиной выхода из строя водонагревателя. Расширительный бак поглотит увеличившийся объем воды, создаваемый повышенным давлением, и предотвратит попадание воды обратно в городскую магистраль.

Это имеет решающее значение для долговечности и безопасности вашего водонагревателя и водопроводной системы вашего дома. Расширительные баки также необходимы для обеспечения надлежащего давления в ваших линиях горячей воды. Без него водопроводные линии могут не получить достаточного давления, что приведет к теплым душам и другим проблемам с горячей водой.

Кроме того, расширительные баки уменьшают звук гидравлического удара, который представляет собой внезапный стук, создаваемый колебаниями давления воды. Без расширительного бака водонагревателя вы рискуете повредить водопроводную систему вашего дома.

Расширительный бак водонагревателя — это относительно небольшая инвестиция по сравнению с потенциальными затратами, которые вы можете понести, если не установите его.

Содержимое

  • Что произойдет, если у вас нет расширительного бачка?
  • Какой размер расширительного бака мне нужен для водонагревателя на 40 галлонов?
  • Повысит ли расширительный бак давление воды?
  • Где должен быть установлен расширительный бак?
  • Как подобрать расширительный бак для горячей воды?
  • Как рассчитать объем расширительного бака?
  • Как узнать, какой размер напорного бака мне нужен?
  • Что произойдет, если давление в расширительном баке слишком высокое?
  • Сколько стоит установка расширительного бака?
  • Для замены расширительного бачка необходимо слить воду из водонагревателя?
  • Как узнать, неисправен ли мой расширительный бачок?
  • От чего портится расширительный бачок?
  • Как часто нужно сливать расширительный бачок?

Что произойдет, если у вас нет расширительного бачка?

Если у вас нет расширительного бачка, это может иметь серьезные последствия. В краткосрочной перспективе отсутствие расширительного бака может привести к слишком высокому давлению в вашей системе водоснабжения, что может привести к протечкам в трубах и кранах.

В долгосрочной перспективе повышенное давление может привести к тому, что трубы станут хрупкими и в конечном итоге лопнут. Это может привести к серьезному повреждению вашего дома и потенциально вызвать наводнение. Даже если нет серьезных проблем, повышенное давление может привести к значительному увеличению счетов за воду.

Расширительные баки помогают регулировать давление в системе водоснабжения, обеспечивая пространство для расширения воды при нагревании. Не имея его, вы подвергаете себя риску серьезных финансовых, структурных и медицинских осложнений.

Настоятельно рекомендуется установить его, чтобы обеспечить долговечность и общее состояние системы водоснабжения вашего дома.

Какой размер расширительного бака мне нужен для водонагревателя на 40 галлонов?

Размер расширительного бака, необходимого для водонагревателя на 40 галлонов, зависит от ряда факторов. К этим факторам относятся напор водопровода, температура поступающей воды, марка и модель водонагревателя, возраст системы.

Вообще говоря, размер расширительного бака для водонагревателя объемом до 40 галлонов обычно составляет от 2 до 7 галлонов. Важно проконсультироваться с квалифицированным специалистом по водонагревателям, чтобы определить подходящий размер для вашей конкретной системы.

Кроме того, вам также следует свериться с местными строительными нормами и правилами, чтобы убедиться, что выбранный вами размер соответствует всем требованиям.

Повысит ли расширительный бак давление воды?

Расширительный бак потенциально может увеличить давление воды, но это зависит от многих факторов, таких как размер бака, давление поступающей воды, объем использования и эффективность системы.

Расширительные баки обычно используются в качестве буфера для системы водоснабжения, что означает, что они принимают и сохраняют часть избыточной воды, когда давление начинает расти. Эта накопленная вода позже будет выпущена обратно в систему, когда использование и давление снизятся, тем самым обеспечивая более постоянное давление и уменьшая цикличность работы насоса.

Это, в свою очередь, может привести к повышению давления в системе, так как насосу не приходится работать так тяжело, и он может перекачивать больше воды с большей эффективностью. Однако без надлежащей оптимизации системы установка расширительного бака может практически не повлиять на давление в системе.

Где должен быть установлен расширительный бачок?

Расширительный бак следует устанавливать как можно ближе к водонагревателю. Поскольку этот тип бака будет расширяться и сжиматься в зависимости от температуры и давления в системе водоснабжения, он должен быть расположен близко к водонагревателю, чтобы ощущать изменения и иметь возможность реагировать соответствующим образом.

Расширительный бачок должен быть подсоединен непосредственно к линии подачи холодной воды водонагревателя и должен быть установлен на достаточной высоте, чтобы в случае необходимости сработал предохранительный клапан температуры и давления.

Убедитесь, что имеется достаточно места для доступа к расширительному бачку для периодического обслуживания. Кроме того, резервуар должен быть прикреплен к стене или другой устойчивой конструкции, чтобы избежать смещения или смещения из-за движения воды и давления.

Как подобрать расширительный бак для горячей воды?

Размер расширительного бака для горячей воды обычно зависит от объема воды в системе и номинального давления водонагревателя. Зная объем горячей воды, можно подобрать расширительный бак соответствующего размера.

Если в системе имеется предохранительный клапан, объем резервуара должен быть равен или превышать объем воды, выпускаемой предохранительным клапаном. Если объемная пропускная способность предохранительного клапана не указана, следует установить пятигаллонный бак.

Размер расширительного бака также должен соответствовать максимальному номинальному давлению водонагревателя. Расширительные баки могут быть разных размеров, от 2,1 до 10,3 галлона, в зависимости от номинального давления конкретного водонагревателя.

Резервуар с более высоким номинальным давлением обычно также имеет больший физический размер. Номинальное давление должно быть указано на паспортной табличке водонагревателя. Если номинальное давление водонагревателя неизвестно, его следует определить перед выбором размера бака.

Важно отметить, что размер расширительного бака может повлиять на производительность водонагревателя. Если размер бака слишком мал, это может вызвать избыточное давление в системе и создать нагрузку на водонагреватель.

Это может привести к преждевременному отказу или поломке системы. Для обеспечения оптимальной производительности важно выбрать расширительный бак, размер которого соответствует системе горячего водоснабжения.

Как рассчитать объем расширительного бака?

Чтобы рассчитать объем расширительного бака, сначала измерьте высоту, ширину и длину бака и запишите измерения в футах или метрах. Затем умножьте три измерения вместе, чтобы получить общий объем в кубических футах или кубических метрах, в зависимости от единиц, используемых для измерений.

Например, если высота, ширина и длина равны 0,5 метра, общий объем составит 0,125 кубических метра. Обязательно ознакомьтесь со спецификациями производителя, чтобы обеспечить точность. Кроме того, большинству расширительных баков требуется некоторое дополнительное пространство для расширения воздуха и жидкостей, поэтому вы должны убедиться, что какой бы объем вы ни рассчитали, он был немного больше, чем рекомендует производитель.

Как узнать, какой размер напорного бака мне нужен?

Размер вашего напорного бака будет зависеть от нескольких факторов, в том числе от расхода вашего скважинного насоса, размера вашего домохозяйства и желаемого давления для работы ваших сантехнических приборов. Вообще говоря, для домашнего хозяйства из 1-4 человек минимальный размер бака должен быть не менее 20 галлонов.

Для семьи из 5-8 человек рекомендуется бак на 30-40 галлонов.

Чтобы определить точный размер резервуара, который вам понадобится, вы должны измерить давление, создаваемое скважинным насосом, скорость потока, высоту здания и давление, которое вы хотели бы поддерживать при регулярном использовании.

Также важно помнить, что напорный бак большего размера позволит хранить больше воды под давлением и, следовательно, будет работать медленнее, что продлит срок службы двигателя насоса.

Вы также должны убедиться, что выбранный вами напорный бак соответствует вашим потребностям. Чем больше вы используете сантехнику, например, для длительного душа, фильтров для воды во всем доме и других крупных бытовых приборов, тем быстрее будет опорожняться резервуар и тем больше он должен быть.

Размер напорного бака также должен подходить для подачи воды от насоса, чтобы избежать частых циклов, так как это может привести к повреждению двигателя насоса.

В конечном счете, выбор напорного бака правильного размера важен для обеспечения эффективного использования вашего скважинного насоса, поэтому лучше проконсультироваться с местным специалистом, чтобы убедиться, что вы выбрали правильный размер для ваших конкретных потребностей.

Что произойдет, если давление в расширительном бачке слишком высокое?

Если давление в расширительном баке слишком высокое, это может вызвать ряд проблем, таких как гидравлический удар, разрыв труб, негерметичность уплотнений и другие проблемы, связанные с давлением воды. Если давление становится слишком высоким, это может создать нагрузку на вашу систему водоснабжения, подняв давление до уровней, с которыми она не может безопасно справиться.

Это может привести к утечке воды из труб и уплотнений, которые не рассчитаны на более высокое давление воды, что может привести к повреждению всей системы. Чтобы избежать этих проблем, важно поддерживать давление в расширительном бачке между рекомендуемым минимальным и максимальным уровнями.

Если давление становится слишком высоким, вы можете сбросить часть избыточного давления, сбросив давление в системе. Если давление продолжает расти, следует подумать о замене расширительного бачка.

Сколько стоит установка расширительного бака?

Стоимость установки расширительного бака сильно зависит от размера, качества и сложности устанавливаемой системы. Вообще говоря, стандартная установка системы горячего водоснабжения может стоить от 300 до 700 долларов, в то время как более сложные и большие системы часто стоят от 500 до 1500 долларов или даже больше.

Стоимость самого расширительного бака может варьироваться от 110 до 220 долларов США для стандартных бытовых размеров. Такие факторы, как количество фитингов, замена сантехники, модель и качество резервуара, могут дополнительно увеличить стоимость установки.

Кроме того, в некоторых муниципалитетах могут потребоваться разрешения или лицензии, и эти сборы следует учитывать.

Нужно ли сливать воду из водонагревателя, чтобы заменить расширительный бачок?

Нет, для замены расширительного бачка сливать водонагреватель не нужно. Расширительный бак представляет собой внешний бак, который обычно подключается к основной линии подачи и помогает поддерживать давление в водонагревателе, позволяя безопасно отводить избыточную горячую воду обратно к забору холодной воды.

Для того, чтобы заменить расширительный бачок, необходимо сначала перекрыть подачу воды и отсоединить все трубы, ведущие к расширительному бачку. После отключения подачи воды слейте воду из бака и отсоедините линию подачи воды от водонагревателя к расширительному бачку.

После опорожнения и отсоединения бака можно снять существующий расширительный бак и заменить его новым. Подсоедините линии, снова включите подачу воды и снова заполните водонагреватель до заданного уровня.

Как узнать, неисправен ли мой расширительный бачок?

В первую очередь следует осмотреть сам бак. Если есть коррозия или повреждения, то бак, вероятно, нуждается в замене. Если видимых повреждений нет, вы можете прислушаться к странным звукам, исходящим из резервуара, таким как шипение или капание.

Если вы что-то слышите, то это, скорее всего, признак того, что бак необходимо заменить. Еще один способ определить, неисправен ли бак, — это взглянуть на вашу систему давления воды. Если у вас необычно высокое давление, то это может быть признаком того, что сам расширительный бачок слишком мал или изношен.

Наконец, вы можете проверить воздух в резервуаре. Если давление воздуха ниже, чем должно быть, скорее всего, ваш расширительный бачок неисправен.

Из-за чего выходит из строя расширительный бачок?

Расширительный бачок может выйти из строя по разным причинам. В большинстве случаев накопление отложений, коррозия и минеральные отложения, которые накапливаются с течением времени, могут привести к выходу из строя резервуара. Мусор и другие органические вещества также могут накапливаться и вызывать преждевременный выход из строя резервуара.

Плохое качество воды, низкое давление воды и неправильная установка также могут способствовать выходу из строя расширительного бака. Стареющие или изношенные компоненты бака также могут изнашиваться и со временем приводить к проблемам.

Кроме того, расширительный бак может выйти из строя, если давление в нем установлено неправильно. В большинстве случаев давление должно быть в пределах 12-15 фунтов на квадратный дюйм, поэтому важно убедиться, что давление установлено правильно.

Если за баком не ухаживать должным образом, это может привести к повреждению расширительного бака и, в конечном итоге, к выходу из строя.

Как часто нужно сливать расширительный бачок?

Рекомендуется ежегодно осматривать расширительный бак и опорожнять его раз в два-три года, в зависимости от рекомендаций производителя. В руководстве пользователя будут даны конкретные рекомендации для вашего водонагревателя и расширительного бака, поэтому обязательно обратитесь к нему, чтобы получить наиболее точный ответ.

Во-первых, обратите внимание на камеру внутри расширительного бачка и убедитесь в отсутствии признаков повреждения или износа. Кроме того, вам нужно будет осмотреть внутреннюю часть резервуара на предмет накопления отложений и найти любые утечки или повреждения из самого резервуара.

Если все в порядке, вы можете слить воду из бака, подсоединив садовый шланг к сливному клапану и медленно открывая клапан, пока не вытечет вся жидкость. После слива бака обязательно перекройте сливной клапан и заполните бак соответствующим количеством жидкости.

13.2 Тепловое расширение твердых тел и жидкостей – Колледж физики: OpenStax

Глава 13 Температура, кинетическая теория и газовые законы

Резюме

  • Дайте определение и опишите тепловое расширение.
  • Рассчитать линейное расширение объекта, зная его начальную длину, изменение температуры и коэффициент линейного расширения.
  • Рассчитайте объемное расширение объекта, зная его начальный объем, изменение температуры и коэффициент объемного расширения.
  • Рассчитайте термическую нагрузку на объект, зная его первоначальный объем, изменение температуры, изменение объема и объемный модуль.
Рис. 1. Термокомпенсаторы , подобные этим, на мосту через гавань Окленда в Новой Зеландии позволяют мостам изменять длину без потери устойчивости. (кредит: Ingolfson, Wikimedia Commons)

Расширение спирта в термометре является одним из многих часто встречающихся примеров

теплового расширения , изменения размера или объема данной массы в зависимости от температуры. Горячий воздух поднимается вверх, потому что его объем увеличивается, что приводит к тому, что плотность горячего воздуха становится меньше, чем плотность окружающего воздуха, вызывая выталкивающую (поднимающую) силу на горячий воздух. То же самое происходит со всеми жидкостями и газами, приводя к естественному переносу тепла вверх в домах, океанах и погодных системах. Твердые тела также подвергаются термическому расширению. Железнодорожные пути и мосты, например, имеют компенсаторы, что позволяет им свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры.

Каковы основные свойства теплового расширения? Во-первых, тепловое расширение явно связано с изменением температуры. Чем больше изменение температуры, тем больше будет изгибаться биметаллическая полоса. Во-вторых, это зависит от материала. В термометре, например, расширение спирта намного больше, чем расширение стакана, содержащего его.

Что является основной причиной теплового расширения? Как обсуждается в главе 13.4 «Кинетическая теория: атомное и молекулярное объяснение давления и температуры», повышение температуры подразумевает увеличение кинетической энергии отдельных атомов. В твердом теле, в отличие от газа, атомы или молекулы плотно упакованы вместе, но их кинетическая энергия (в виде небольших быстрых колебаний) отталкивает соседние атомы или молекулы друг от друга. Это отталкивание соседа к соседу приводит в среднем к несколько большему расстоянию между соседями и в сумме к большему размеру всего тела. Для большинства веществ в обычных условиях нет предпочтительного направления, и повышение температуры увеличивает размер твердого тела на определенную долю в каждом измерении.

ЛИНЕЙНОЕ ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ — ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ В ОДНОМ ИЗМЕРЕНИИ

Изменение длины[латекс]\boldsymbol{\Delta{L}}[/latex]пропорционально длине[латекс]\boldsymbol{L}.[/latex]The зависимость теплового расширения от температуры, вещества и длины сводится к уравнению

[латекс]\boldsymbol{\Delta{L}=\alpha{L}\Delta{T}},[/latex]

, где[ латекс]\boldsymbol{\Delta{L}}[/latex]является изменением длины[латекс]\boldsymbol{L},\:\boldsymbol{\Delta{T}}[/latex]является изменением температуры, а [латекс]\жирныйсимвол{\альфа}[/латекс] — коэффициент линейного расширения, который незначительно зависит от температуры. 9{\circ}\textbf{C}}[/latex]или 1/К. Поскольку размер кельвина и градуса Цельсия одинаковы, как [latex]\boldsymbol{\alpha}[/latex], так и [latex]\boldsymbol{\Delta{T}}[/latex] могут быть выражены в единицах кельвинов или градусов Цельсия. Уравнение[латекс]\жирныйсимвол{\Delta{L}=\alpha{L}\Delta{T}}[/latex] является точным для небольших изменений температуры и может использоваться для больших изменений температуры, если среднее значение [латекс]\boldsymbol{\alpha}[/латекс] используется.

Материал 9{\circ}\textbf{C}}.[/latex]Каково изменение его длины между этими температурами? Предположим, что мост сделан полностью из стали.

Стратегия

Используйте уравнение линейного теплового расширения[латекс]\boldsymbol{\Delta{L}=\alpha{L}\Delta{T}}[/latex] для расчета изменения длины,[латекс] ]\boldsymbol{\Delta{L}}.

{\circ}\textbf{C}}.[/latex] 9{\circ}\textbf{C})=0,84\textbf{ м.}}[/latex]

Обсуждение

Хотя это изменение длины невелико по сравнению с длиной моста, оно заметно. Обычно он распространяется на множество компенсационных швов, так что расширение в каждом шве невелико.

Объекты расширяются во всех измерениях, как показано на рисунке 2. То есть их площади и объемы, а также их длины увеличиваются с температурой. Отверстия также увеличиваются с температурой. Если вы прорежете отверстие в металлической пластине, оставшийся материал расширится точно так же, как если бы заглушка оставалась на месте. Пробка станет больше, а значит и отверстие тоже должно стать больше. (Представьте, что кольцо соседних атомов или молекул на стенке отверстия отталкивает друг друга все дальше друг от друга по мере повышения температуры. Очевидно, что кольцо соседей должно немного увеличиваться, поэтому отверстие становится немного больше).

ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ В ДВУХ ИЗМЕРЕНИЯХ

При небольших изменениях температуры изменение площади [латекс]\boldsymbol{\Delta{A}}[/latex] определяется выражением

[латекс]\boldsymbol{\Delta{A}= 2\alpha{A}\Delta{T}},[/latex]

, где[latex]\boldsymbol{\Delta{A}}[/latex] — изменение площади[latex]\boldsymbol{A}, \:\boldsymbol{\Delta{T}}[/latex] — изменение температуры, а [latex]\boldsymbol{\alpha}[/latex] — коэффициент линейного расширения, который незначительно зависит от температуры.

Рисунок 2. Обычно объекты расширяются во всех направлениях при повышении температуры. На этих рисунках исходные границы объектов показаны сплошными линиями, а расширенные границы — пунктирными линиями. а) Площадь увеличивается, потому что увеличиваются и длина, и ширина. Площадь круглой пробки также увеличивается. (b) Если заглушка удалена, отверстие, которое она оставляет, становится больше с повышением температуры, как если бы расширяющаяся заглушка оставалась на месте. в) Объем также увеличивается, потому что увеличиваются все три измерения.

ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ В ТРЕХ ИЗМЕРЕНИЯХ

Изменение объема[латекс]\boldsymbol{\Delta{V}}[/латекс]очень близко к[латекс]\boldsymbol{\Delta{V}=3\alpha{V}\ Delta{T}}.[/latex]Это уравнение обычно записывается как

[латекс]\boldsymbol{\Delta{V}=\beta{V}\Delta{T}},[/latex]

, где[ латекс]\boldsymbol{\beta}[/latex]– коэффициент объемного расширения, а [латекс]\boldsymbol{\beta\приблизительно{3}\альфа}. [/latex]Обратите внимание, что значения [латекс]\boldsymbol {\beta}[/latex]в таблице 2 почти точно равны[latex]\boldsymbol{3\alpha}.[/latex] 9{\circ}\textbf{C}}[/latex] вода подо льдом из-за этой необычной характеристики воды. Он также производит циркуляцию воды в пруду, что необходимо для здоровой экосистемы водоема.

Рис. 3. Плотность воды как функция температуры. Обратите внимание, что тепловое расширение на самом деле очень мало. Максимальная плотность в точке +4 0 C всего на 0,0075 % больше плотности в точке 2°C и на 0,012 % больше плотности в точке 0°C .

ВЫПОЛНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ: РЕАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ — ЗАПОЛНЕНИЕ БАКА

Различия в тепловом расширении материалов могут привести к интересным эффектам на заправочной станции. Одним из примеров является капание бензина из только что заправленного бака в жаркий день. Бензин стартует при температуре земли под заправкой, которая ниже температуры воздуха над ней.

Бензин охлаждает стальной бак, когда он заполнен. И бензин, и стальной бак расширяются при нагревании до температуры воздуха, но бензин расширяется гораздо больше, чем сталь, поэтому он может перелиться через край.

Эта разница в расширении также может вызвать проблемы при интерпретации показаний указателя уровня бензина. Фактическое количество (масса) бензина, оставшегося в баке, когда датчик показывает «пусто», летом намного меньше, чем зимой. Бензин имеет тот же объем, что и зимой, когда загорается индикатор «добавьте топливо», но из-за того, что бензин расширился, масса меньше. Если вы привыкли проезжать еще 40 миль «пустым» зимой, будьте осторожны — летом вы, вероятно, выбежите гораздо быстрее. 9{\circ}\textbf{C}}?[/latex]

Стратегия

Бак и бензин увеличиваются в объеме, но бензин увеличивается больше, поэтому количество пролитого равно разнице в изменении их объема. (Бензиновый бак можно рассматривать как твердую сталь.) Мы можем использовать уравнение для объемного расширения, чтобы вычислить изменение объема бензина и бака.

Раствор

1. Используйте уравнение для объемного расширения, чтобы рассчитать увеличение объема стального резервуара:

[латекс] \boldsymbol{\Delta{V}_{\textbf{s}}=\beta_{\textbf{s}}V_{\textbf{s}}\Delta{T}}.[/latex]

2. Увеличение объема бензина определяется следующим уравнением: \textbf{gas}}\Delta{T}}.[/latex]

3. Найдите разницу в объеме, чтобы определить количество пролитого вещества как

[латекс]\boldsymbol{V _{\textbf{spill}}=\ Delta{V}_{\textbf{gas}}-\Delta{V}_{\textbf{s}}}.[/latex]

В качестве альтернативы мы можем объединить эти три уравнения в одно уравнение. (Обратите внимание, что исходные объемы равны.) 9{\circ}\textbf{C})} \\ {} & \boldsymbol{=} & \boldsymbol{1.10\textbf{L.}} \end{array}[/latex]

Обсуждение

Это количество является значительным, особенно для бака на 60,0 л. Эффект настолько поразителен, потому что бензин и сталь быстро расширяются. Скорость изменения термических свойств обсуждается в главе 14 «Тепло и методы теплопередачи».

Если вы попытаетесь плотно закрыть бак, чтобы предотвратить переполнение, вы обнаружите, что он все равно протекает, либо вокруг крышки, либо из-за разрыва бака. Плотное сжатие расширяющегося газа эквивалентно его сжатию, а как жидкости, так и твердые тела сопротивляются сжатию с чрезвычайно большими силами. Чтобы избежать разрыва жестких контейнеров, эти контейнеры имеют воздушные зазоры, которые позволяют им расширяться и сжиматься, не нагружая их.

Термическое напряжение создается тепловым расширением или сжатием (см. главу 5.3 Эластичность: напряжение и деформация для обсуждения напряжения и деформации). Термическое напряжение может быть разрушительным, например, когда расширяющийся бензин разрывает бак. Это также может быть полезно, например, когда две детали соединяются вместе путем нагревания одной в процессе производства, затем надевания ее на другую и охлаждения комбинации. Термический стресс может объяснить многие явления, такие как выветривание горных пород и дорожного покрытия из-за расширения льда при замерзании. 92}.[/latex](Дополнительные сведения о объемном модуле см. в главе 5.3 Эластичность: напряжение и деформация.)

Стратегия

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать следующее уравнение, которое связывает изменение объема[ латекс]\boldsymbol{\Delta{V}}[/latex]к давлению:

[латекс]\boldsymbol{\Delta{V}\:=}[/latex][латекс]\boldsymbol{\frac{1} {B}\frac{F}{A}}[/latex][latex]\boldsymbol{V_0,}[/latex]

, где[latex]\boldsymbol{F/A}[/latex] – давление,[ латекс]\boldsymbol{V_0}[/latex]– первоначальный объем, а [латекс]\boldsymbol{B}[/latex]– модуль объемного сжатия используемого материала. Мы будем использовать количество, пролитое в Примере 2, как изменение объема,[латекс]\жирныйсимвол{\Delta{V}}.[/латекс] 92},[/latex] намного больше, чем может выдержать бензобак.

Силы и давления, создаваемые термическим напряжением, обычно такие же большие, как и в приведенном выше примере. Железнодорожные пути и проезжие части могут деформироваться в жаркие дни, если на них недостаточно компенсационных швов. (См. рис. 5.) Линии электропередач провисают больше летом, чем зимой, и ломаются в холодную погоду, если провисание недостаточное. Трещины в оштукатуренных стенах открываются и закрываются по мере того, как дом нагревается и остывает. Стеклянные кастрюли треснут при быстром или неравномерном охлаждении из-за дифференциального сжатия и создаваемых им напряжений. (Pyrex® менее чувствителен из-за его низкого коэффициента теплового расширения.) Корпусам высокого давления ядерных реакторов угрожает чрезмерно быстрое охлаждение, и, хотя ни один из них не вышел из строя, некоторые охлаждались быстрее, чем считалось желательным. Биологические клетки разрушаются при замораживании продуктов, что ухудшает их вкус. Многократное оттаивание и замораживание усугубляют ущерб. Даже океаны могут быть затронуты. Значительная часть повышения уровня моря в результате глобального потепления связана с тепловым расширением морской воды.

Рис. 5. Термическое напряжение способствует образованию выбоин. (кредит: Editor5807, Wikimedia Commons)

Металл регулярно используется в человеческом теле для имплантатов бедра и колена. Большинство имплантатов со временем необходимо заменять, потому что, среди прочего, металл не сцепляется с костью. Исследователи пытаются найти лучшие металлические покрытия, которые позволили бы связывать металл с костью. Одна из задач состоит в том, чтобы найти покрытие с коэффициентом расширения, аналогичным коэффициенту расширения металла. Если коэффициенты расширения слишком разные, термические напряжения в процессе производства приводят к трещинам на границе раздела покрытие-металл.

Еще один пример термического стресса обнаружен во рту. Зубные пломбы могут расширяться иначе, чем зубная эмаль. Это может вызывать боль при употреблении мороженого или горячего напитка. В пломбе могут появиться трещины. Металлические пломбы (золото, серебро и др.) вытесняются композитными пломбами (фарфор), имеющими меньшие коэффициенты расширения и более близкие к зубным.