Volumenausdehnung

Wenn sich ein Gas/Körper/Flüssigkeit erwärmt vergrößert dieser/s sein Volumen. Dies liegt daran, was Wärme eigentlich ist, nämlich die Bewegung der Teilchen im Gas/Körper/Flüssigkeit, je schneller sie anfangen sich zu bewegen, desto mehr Platz brauchen sie auch -> also steigt das Volumen.

Formel für Volumenausdehnung

Die Formel für die Volumenausdehnung bei der Erwärmung eines Objekts ist folgende:

Formel für die Volumenänderung bei einer Veränderung der Temperatur
  • ΔV = Volumenänderung des Gegenstands
  • γ = Volumenausdehnungskoeffizient (Eigenschaft des Gegenstands)
  • V0 = Anfangsvolumen
  • ΔT = Temperaturänderung des Gegestands

Versuchsaufbau zum Veranschaulichen der Volumenänderung bei Erhitzung

Steigt also die Temperatur, steigt auch das Volumen. Im Bild seht ihr, wie durch das größere Volumen nicht mehr das ganze Wasser in den Behälter passt und daher im Rörchen steigt.


Beispielaufgabe

1l (1dm3) Wasser wird in einem Becherglas um 20°C erwärmt. Wie sehr verändert sich das Volumen?

 

Geg.:  γ=1,10·10-3/°C;   V0=100m;   ΔT=20°C

 

Ges.:  ΔV

 

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

Beispielaufgabe zur Berechnung der Volumenausdehnung bei einer Temperaturänderung

A:  Das Volumen ändert sich um 0,022l.

Volumenausdehnungskoeffizienten

Material γ in 10-3/K
Benzol  1,23
Ethanol 1,10
Glyzerin 0,50
Petroleum 0,96
Quecksilber 0,182
Schwefelkohlenstoff 1,18
Terpentinöl 0,97
Tetrachlorkohlenstoff 1,22
Toluol 1,11
Wasser 0,21