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Point Thermische Eigenschaften der Materie Point Festkörper und Flüssigkeiten

Thermische Ausdehnung von Flüssigkeiten

Auch Flüssigkeiten dehnen sich bei Erwärmung aus, wie dieses Experiment zeigt. Da Flüssigkeiten keine Eigengestalt haben, ist für sie lediglich die Volumenausdehnung V(t) von Interesse. Sie gehorcht dem schon bekannten Gesetz:

Der materialabhängige Ausdehnungskoeffizient [Tabelle] ist für Flüssigkeiten jedoch um etwa zwei Größenordnungen größer als für Festkörper. Da der Ausdehnungskoeffizient relative groß ist wird er bei den weit verbreiteten Flüssigkeitsthermometern zur Messung von Temperaturen ausgenutzt. Es ist hierbei jedoch zu beachten, dass auch bei Flüssigkeiten leicht von der Temperatur abhängt. Der Einfluss ist jedoch relativ gering. So zeigt beispielsweise ein Quecksilberthermometer, das auf 0 °C und 100 °C abgeglichen wurde, aufgrund der Temperaturabhängigkeit von bei 50 °C einen 0,1 °C zu hohen Wert an.

In der Regel dehnen sich Flüssigkeiten bei Erwärmung aus. Eine wichtige Ausnahme bildet hier das Wasser, dessen Volumen zwischen 0° C und 4° C bei steigender Temperatur abnimmt. Dies wird als Anomalie des Wassers bezeichnet.

Selbsttest

Der Volumenausdehnungskoeffizient von Flüssigkeiten

Der Volumenausdehnungskoeffizient (auch kubischer Ausdehnungskoeffizient) einer Flüssigkeit ist im allgemeinen positiv, d.h. in der Regel nimmt das Volumen bei Erwärmung zu. Eine wichtige Ausnahme bildet hier das Wasser, das sich im Temperaturintervall von 0 °C bis 4 °C bei Temperaturerhöhung zusammenzieht (Anomalie des Wassers).

ist leicht von der Temperatur abhängig. Es ist daher notwendig, bei der Wiedergabe von Zahlenwerten auch immer den Gültigkeitsbereich mit anzugeben.

Flüssigkeit  /10-4 K-1
Azeton
14,90
Benzin
10,60
Glyzerin
5,00
Wasser
2,07
Quecksilber
1,81

Volumenausdehnungskoeffizienten einiger Flüssigkeiten bei 20 °C

Wie der Aufstellung zu entnehmen ist, liegt für Flüssigkeiten typischerweise in der Größenordnung 1·10-4 K-1 und ist damit etwa einen Faktor 100 größer als bei Festkörpern.

 

 

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