Coefficient de dilatation

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Le coefficient de dilatation mesure l'augmentation relative de volume d'un système lorsque l'on ne fait varier qu'un seul paramètre, en général la pression ou la température, mais également la concentration.

Coefficient de dilatation isobare[modifier | modifier le code]

Le coefficient de dilatation isobare donne l'augmentation relative de volume en fonction de l'augmentation de la température lorsque la pression reste constante. On le note le plus souvent « β » (lettre grecque bêta) et il se définit par la relation :

Il s'introduit, par conséquent, naturellement dans la forme différentielle :

Coefficient de dilatation isochore[modifier | modifier le code]

Ce coefficient donne l'augmentation relative de la pression en fonction de l'augmentation de la température lorsque le volume reste constant. Mais cette dénomination n'est pas appropriée et doit être évitée au profit de coefficient d'augmentation de pression isochore.

Coefficient de dilatation en fonction de la concentration[modifier | modifier le code]

Une différence de concentration d'un soluté peut entraîner une différence de masse volumique, et donc de volume.

Cas des gaz[modifier | modifier le code]

Pour les gaz parfaits, le coefficient de dilatation thermique isobare est calculé de la manière suivante :

Rôle du coefficient de dilatation dans la convection naturelle[modifier | modifier le code]

Ce coefficient de dilatation est souvent utilisé en mécanique des fluides pour décrire un phénomène de convection naturelle, c'est-à-dire un système où les mouvements du fluide considéré sont essentiellement provoqués par un gradient de la densité, soit par variation locale de la température, soit par variation locale de la concentration. En mécanique des fluides, le coefficient β peut apparaître après une simplification de l'équation de bilan de la quantité de mouvement dans les équations de Navier-Stokes grâce à l'approximation de Boussinesq.

Le coefficient β ou β* (thermique ou massique) apparaît donc au sein d'un nombre sans dimension, le nombre de Grashof (nombre qui caractérise la convection naturelle/libre) au niveau du terme de flottabilité.

Articles connexes[modifier | modifier le code]