Längenausdehnung

Wird ein Gegenstand erwärmt, dehnt sich dieser aus, das liegt daran, dass Wärme Teilchenbewegung ist. Je wärmer ein Gegenstand ist, desto stärker bewegen sich die Teilchen im Gegenstand und brauchen so auch mehr Platz und stoßen gegeneinander -> also dehnt sich der Körper aus.

Formel

Natürlich kann man die Längenausdehnung auch berechnen, nämlich so:

  • Δl = Längenausdehnung 
  • ΔT = Temperaturänderung
  • l0 = die Länge vor der Temperaturänderung
  • α = Längenausdehnungskoeffizient (je nach Material anders)

Beispielaufgabe

100m Schienen aus Eisen erwärmen sich durch Sonneneinstrahlung um 10°C. Um wie viel länger werden die Schienen?

 

Geg.:  α=12,2·10-6/°C;   l0=100m;   ΔT=10,0°C

 

Ges.:  Δl

 

Lsg.:  Setzt alles in die Formel ein und berechnet die Längenausdehnung:

A:  Die Schienen dehnen sich um 0,0122m aus.

Bild von Gleisen von ABproTWE - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27574934
Bild von Gleisen von ABproTWE - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27574934

Hier seht ihr, was passieren kann, wenn sich Gegenstände aufwärmen und so ausdehnen.


Längenausdehnungskoeffizienten

Material α in 10-6/K
 Aluminium  23,8
Beton 12,0
Blei 29,4
Eisen 12,2
Fensterglas 7,6
Kupfer 16,8
Porzellan 4,0
Silber 19,7
Stahl 16
Eis (0°C) 2,1