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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
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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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