Selbsttest-Aufgaben

Würde ein Flüssigkeitsthermometer funktionieren, wenn die Flüssigkeit und die Glaskapillare den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hätten?

Nein, natürlich nicht! Im Idealfall sollte die Kapillare natürlich einen verschwindend kleinen Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Der Ausdehnungskoeffizient ist für Festkörper im Vergleich zu Flüssigkeiten zwar klein, aber er ist dennoch von null verschieden. Er muss daher bei sehr genauen Thermometern berücksichtigt werden.

Welche Faktoren beeinflussen die Empfindlichkeit eines Flüssigkeitsthermometers?

(a)	die Dicke der Glaskapillare
(b)	das Volumen der eingeschlossenen Flüssigkeit
(c)	der Ausdehnungskoeffizient

(a)	(a) und (b)
(b)	(b) und (c)
(c)	(a),(b) und (c)

Das ist zwar richtig, denn die Dicke der Glaskapillare bestimmt bei gegebener Volumenänderung die Länge des "Flüssigkeitsfadens" im Thermometer und damit dessen Empfindlichkeit. Aber sehen Sie sich die anderen Antworten noch einmal an. Gibt es weitere Faktoren?

Das ist nicht verkehrt, denn die Volumenänderung ist proportional zum Ausgangsvolumen. Aber sehen Sie sich die anderen Antworten noch einmal an. Gibt es weitere Faktoren?

Der Tipp ist schon recht gut. Je größer der Ausdehnungskoeffizient, desto größer die Volumenänderung und damit die Empfindlichkeit des Thermometers. Trotzdem, sehen Sie sich die anderen Antworten noch einmal an. Gibt es nicht noch weitere Faktoren?

Das ist richtig. Aber auch der Ausdehnungskoeffizient bestimmt die Empfindlichkeit des Thermometers. Je größer er ist, desto mehr dehnt sich die Flüssigkeit bei der Erwärmung um 1 K aus.

Das ist richtig. Aber auch die Dicke der Kapillare bestimmt die Empfindlichkeit des Thermometers. Je dünner sie ist, desto höher steigt die Flüssigkeit bei gleicher Volumenausdehnung.

Das ist genau richtig! Der Ausdehnungskoeffizient bestimmt die Empfindlichkeit des Thermometers: Je größer er ist, desto mehr dehnt sich die Flüssigkeit bei der Erwärmung um 1 K aus. Weiterhin ist die absolute Ausdehnung proportional zum Volumen der Flüssigkeit V₀ . Und schließlich bestimmt auch die Dicke der Kapillare die Empfindlichkeit des Thermometers: Je dünner sie ist, desto höher steigt die Flüssigkeit bei gleicher Volumenausdehnung.