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線熱膨張計算機

線膨張係数が1ケルビンあたり0.000012の長さ10 mの鋼の梁を50 K温めると、0.006 m伸びて10.006 mになります。元の長さ、膨張係数、温度変化を入力すると、伸びと新しい長さが分かります。ブラウザで無料で使えます。

無料
ブラウザで動作
登録不要
データは端末の外に出ません

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

初期長さ: 10
膨張係数: 0.000012
温度変化: 50

結果

長さ変化: 0.006
最終長さ: 10.006

線熱膨張は、材料が一相のままで自由に伸びられるとき、温度の上昇または低下に伴って固体の長さがどう変わるかを表します。教科書や設計ハンドブックでは一次モデルは単一の積です。すなわち長さの変化 ΔL は初期長さ L₀ に線膨張係数 α と温度変化 ΔT を掛けたものに等しい。金属の典型的な α は 10 の −5 乗毎ケルビン付近で、高分子やセラミックスはより広い範囲にわたります。本計算機はその三つの数値を受け取り、負の初期長さはモデルの物理的な出発点にならないため拒否し、温度シフト後の長さ変化と最終長さの両方を返します。正の ΔT は通常の正の α で加熱と伸長を、負の ΔT は冷却と収縮をモデル化します。

L₀、α、ΔT から線熱膨張をどう定義するか

中等教育や材料工学の初年次で使う工学的理想化から始めます。初期長さ L₀ の自由な固体棒や梁が一様な温度変化 ΔT を受け、その区間で材料の線膨張係数 α が一定なら、長さの変化は ΔL = L₀·α·ΔT です。長さはメートル、ミリメートル、インチなど、L₀ と ΔL が同じ単位を共有する限り任意です。

α は逆温度で、通常は毎ケルビンまたは毎摂氏度で、温度間隔では数値的に同一です。正の α と正の ΔT は加熱で伸びる普通の金属を、負の ΔT は同じ棒を短くする冷却を、負の α を持つ特殊材料は加熱で収縮し ΔL の符号を反転します。

本計算機は温度依存の α(T) 曲線を積分せず、自由膨張を拘束熱応力に変換せず、面積・体積膨張の二次元・三次元係数を適用せず、合金名でハンドブック表を引きません。宿題が線熱膨張と呼ぶ代数定義だけに答えます。長さ零は許可され変化は零になります。

実務で線熱膨張計算が現れる場面

中等・大学の物理では L₀、α、ΔT を与えて ΔL や最終長さを求める問題が絶えず出され、鋼橋、アルミニウムレール、ガラス棒などが題材です。大学の工学実験は拘束膨張、熱応力、有限要素の温度荷重を導入する前に同じ三数の縮約を使います。土木・機械設計者は自由膨張だけが第一の上界として必要なとき、伸縮継手、配管区間、精密機械フレームを点検します。

面積・体積膨張係数、温度依存係数表、メートルとフィートの換算、両端固定の熱応力が後で必要なら、この線熱膨張計算機ページに詰め込むのではなく、別の検索意図とランディングとして扱ってください。

活用例

宿題・実験の解答キー

教科書の自由膨張セットについて ΔL = L₀·α·ΔT を計算し、負の長さの拒否を含めて教員と自動採点が一つの正解を共有します。

伸縮継手とレールの点検

設計 L₀、材料 α、季節の温度振れから梁・レール・配管区間の自由長さ変化を見積もります。

精密組立の温度限界

作業場の温度ドリフトを治具や機械フレームの予想寸法成長に変換し、不良測定の前に把握します。

よくある質問

元の長さにマイナスの値を入れるとどうなりますか？

計算は行われず、長さは0以上でなければならないと知らせます。負の長さは実在しないためです。長さが0の場合は、変化も0になります。

冷えたときにどれだけ縮むかも計算できますか？

できます。温度変化をマイナスの値で入力すると、長さの変化も負になり、縮みを表します。変化後の長さは元の長さより短くなります。

部品が膨張できないときの熱応力も計算できますか？

できません。物体が自由に膨張できることを前提にしています。両端が固定されている場合に生じる応力は、別の計算が必要です。

材料の線膨張係数はどこで調べればよいですか？

この計算機は材料名から値を調べないため、自分で入力します。金属の線膨張係数は、おおむね1ケルビンあたり10⁻⁵前後です。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/thermo/linear-expansion

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/thermo/linear-expansion \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"original_length":10,"expansion_coefficient":0.000012,"temperature_change":50}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/thermo/linear-expansion", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "original_length": 10,
    "expansion_coefficient": 0.000012,
    "temperature_change": 50
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/thermo/linear-expansion",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "original_length": 10,
    "expansion_coefficient": 0.000012,
    "temperature_change": 50
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/thermo/linear-expansion", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"original_length":10,"expansion_coefficient":0.000012,"temperature_change":50}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"original_length":10,"expansion_coefficient":0.000012,"temperature_change":50}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/thermo/linear-expansion", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "original_length": 10,
  "expansion_coefficient": 0.000012,
  "temperature_change": 50
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "thermo.linear_expansion",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

無料のブラウザツールと有料 API は一つの純粋な同型関数を共有するため、教室デモ、実験ノート、自動採点パイプラインは同じ入力で決して食い違いません。

L₀、α、ΔT から線熱膨張をどう定義するか

負の初期長さは検証の重要境界で、幾何長さが零未満なら無意味な負の L₀·α·ΔT を返す代わりに invalid_input で拒否します。

送る内容と返ってくる内容

古典的な教科書チェックには、α が約 12×10⁻⁶ /K の 10 m 鋼梁を 50 度加熱して約 6 mm の亜ミリ成長を得る例、20 度冷却した銅線、係数零で変化零を返す検査があります。宿題や実験報告には無料ブラウザフォームを、一括解答キーや回帰用フィクスチャには同じ契約をスクリプトから呼んでください。original_length、expansion_coefficient、temperature_change の三つの有限数を送ってください。original_length は任意の一貫した長さ単位の L₀ で、零以上でなければなりません。expansion_coefficient は逆ケルビンまたは逆摂氏の α で、正・零・負のいずれでも構いません。temperature_change はケルビンまたは摂氏度の ΔT で、加熱なら正、冷却なら負です。欠落フィールド、非数値文字列、NaN、Infinity は invalid_input で失敗し課金されません。original_length が負のとき、エラーメッセージは線熱膨張の式では長さが非負でなければならないと述べ、クライアントが推測せず記録を直せます。成功時は整形済み入力、ΔL としての length_change、L₀+ΔL としての final_length、式文字列、method linear_expansion を返します。成功した API 呼び出しの料金は公開ベースの $0.002 毎件で、検証失敗は前払い残高を消費しません。

実務で線熱膨張計算が現れる場面

本能力は純粋な parse エンジンなので、API 料金は成功1件あたり公開ベースの $0.002 で、検証失敗は残高を消費しません。

技術的な質問

この線熱膨張計算機はどの式を使いますか？

ΔL = L₀ · α · ΔT です。L₀ は original_length、α は expansion_coefficient、ΔT は temperature_change です。応答は final_length = L₀ + ΔL も返します。

初期長さが負だとどうなりますか？

リクエストは invalid_input で失敗します。負の幾何長さは線熱膨張モデルでは無効です。

どの単位を使えばよいですか？

original_length と length_change には一貫した任意の長さ単位（例：メートル）。α は通常 1/K、temperature_change は K または °C の間隔（数値的に同じデルタ）です。表が単位混在なら呼び出し前に換算してください。

temperature_change や線膨張係数は負でもよいですか？

はい。負の ΔT は冷却を、負の α は加熱で収縮する材料をモデル化します。他の因子が正なら ΔL の符号が反転するだけです。

料金はいくらですか？

ブラウザツールは無料で端末上で動作します。API リクエストは成功1件あたり $0.002 の前払い KIT 残高を使い、無効入力は課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

線熱膨張計算機

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計算例

L₀、α、ΔT から線熱膨張をどう定義するか

実務で線熱膨張計算が現れる場面

活用例

宿題・実験の解答キー

伸縮継手とレールの点検

精密組立の温度限界

よくある質問

関連ツール

開発者向け — APIアクセス

エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

エラー

技術的な注記

L₀、α、ΔT から線熱膨張をどう定義するか

送る内容と返ってくる内容

実務で線熱膨張計算が現れる場面

技術的な質問

ありがとう