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Point Thermische Eigenschaften der Materie Point Festkörper und Flüssigkeiten

Thermische Ausdehnung von Festkörpern

Bei Erwärmung dehnt sich ein Festkörper, von ganz wenigen Ausnahmen abgesehen, aus. Betrachten wir zunächst den Spezialfall eines stabförmigen Körpers, so wie er in dem hier gezeigten Experiment verwendet wird.

Der Stab hat anfangs bei der Temperatur t0 die Länge l0 . Wird er nun auf die Temperatur t erwärmt, so ändert sich seine Länge proportional zu und proportional zu l0:

Der Längenausdehnungskoeffizient gilt die relative Längenänderung pro Temperaturintervall an. Er ist materialspezifisch und selbst leicht temperaturabhängig [Tabelle]. Für nicht zu große Temperaturintervalle (etwa 100 K) kann in guter Näherung als konstant angesehen werden und liegt typischerweise in der Größenordnung von 1·10-6 K-1. Technisch wird die thermische Längenausdehnung beispielsweise für Bimetall-Streifen genutzt.

Für die Änderung des Volumens V(t) erhält man analog:

Wobei V0 das Volumen bei der Temperatur t0 bezeichnet. Für den Volumenausdehnungskoeffizienten gilt näherungsweise:

 
 

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