什麼是線膨脹？
大多數固體材料受熱會膨脹、遇冷則收縮。線膨脹描述的是一維物體（例如桿件、鋼軌、管路或樑）的長度如何隨溫度而改變。本計算器採用物理學中標準的關係式 \(\Delta L = \alpha \times L_0 \times \Delta T\)，幫你算出長度變化量（\(\Delta L\)）以及最終長度。這是一項通用的物理工具，全球各地皆適用，不受任何國家或地區的規範限制。
計算器使用方法
請輸入四個數值：線膨脹係數 \(\alpha\)（材料本身的特性，單位為 \(1/\degree\text{C}\)）、原始長度 \(L_0\)（單位為公尺）、初始溫度 \(T_1\)，以及最終溫度 \(T_2\)（兩者皆為 \(\degree\text{C}\)）。計算器會先求出溫度變化 \(\Delta T = T_2 - T_1\)，再將其乘以 \(\alpha\) 與 \(L_0\) 得到膨脹量 \(\Delta L\)，最後加回 \(L_0\) 即為最終長度。常見的 \(\alpha\) 參考值：鋼約為 \(12 \times 10^{-6}\)、鋁約為 \(23 \times 10^{-6}\)、銅約為 \(17 \times 10^{-6}\)、玻璃約為 \(9 \times 10^{-6}\)（單位皆為每 \(\degree\text{C}\)）。
公式說明
$$\Delta L = \alpha \cdot L_0 \cdot \Delta T$$其中 \(\alpha\)（alpha）代表每升高一度，單位長度會增長多少。由於膨脹量與原始長度成正比，在相同的溫度變化下，物體越長膨脹越多。若 \(\Delta T\) 為負值（降溫），\(\Delta L\) 也會是負值，表示物體正在收縮。
範例演算
一根長 1 公尺的鋁桿（\(\alpha = 23.1 \times 10^{-6}\ /\degree\text{C}\)），從 20 °C 加熱到 100 °C，則 \(\Delta T = 80\ \degree\text{C}\)。$$\Delta L = 0.0000231 \times 1 \times 80 = 0.001848 \text{ 公尺}$$約 1.85 公釐。最終長度為 1.001848 公尺。
常見問題
長度的單位會影響結果嗎？\(\Delta L\) 的單位會與你輸入 \(L_0\) 時所用的單位相同。如果 \(L_0\) 以公尺為單位，\(\Delta L\) 也會以公尺呈現。
可以用華氏（°F）或克耳文（K）嗎？溫差 1 K 等於 1 °C，因此克耳文可以直接套用。若要使用華氏溫度，則必須改用以每 °F 表示的 \(\alpha\) 值，因為 1 °F 的變化幅度小於 1 °C。
那面積膨脹或體積膨脹呢？本工具僅適用於長度（線膨脹）。對等向性材料而言，面積膨脹約使用 \(2\alpha\)，體積膨脹約使用 \(3\alpha\)。
