Wärmeausdehnung
In der Physik ist die Wärmeausdehnung die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Volumen von Materie als Reaktion auf eine Temperaturänderung ändert. Wenn eine Substanz erwärmt wird, bewegen sich ihre Grundpartikel schneller umher und erhalten dadurch im Allgemeinen eine größere durchschnittliche Trennung aufrecht. Materialien, die sich bei einem Temperaturanstieg zusammenziehen, sind sehr selten; dieser Effekt ist in der Größe begrenzt und tritt nur innerhalb begrenzter Temperaturbereiche auf. Der Grad der Ausdehnung geteilt durch die Temperaturänderung wird als Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials bezeichnet und variiert im Allgemeinen mit der Temperatur.
Thermometer sind ein Beispiel für die Nutzung der Wärmeausdehnung. Sie enthalten eine Flüssigkeit, die sich nur in eine Richtung (entlang des Rohres) bewegen kann, wenn sich das Volumen zusammen mit der Temperatur ändert.
Die thermische Ausdehnung kann für Züge zu einem Problem werden, da sie ein Knicken der Schienen verursachen kann. Auf den Schienen werden sie mit Monitoren ausgestattet, so dass sie gewarnt werden können, wenn die Temperatur ungewöhnlich hoch wird, und die Züge könnten angewiesen werden, langsamer zu fahren, um die Reibungswärme zu verringern. Manchmal werden die inneren Teile der Schienen weiß gestrichen, um die heißen Sonnenstrahlen zu reflektieren, damit sie nicht geknickt werden.
Fragen und Antworten
F: Was ist thermische Ausdehnung in der Physik?
A: Unter thermischer Ausdehnung versteht man in der Physik die Tendenz der Materie, ihr Volumen als Reaktion auf eine Temperaturänderung zu verändern.
F: Was geschieht mit den Grundbestandteilen einer Substanz, wenn sie erhitzt wird?
A: Wenn eine Substanz erhitzt wird, bewegen sich ihre Grundteilchen schneller und behalten einen größeren durchschnittlichen Abstand bei.
F: Sind Materialien, die sich bei einem Temperaturanstieg zusammenziehen, üblich oder ungewöhnlich?
A: Materialien, die sich bei einem Temperaturanstieg zusammenziehen, sind selten.
F: Was ist der Wärmeausdehnungskoeffizient?
A: Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist der Grad der Ausdehnung geteilt durch die Temperaturänderung eines Materials, die im Allgemeinen mit der Temperatur schwankt.
F: Kann die Wärmeausdehnung für Züge ein Problem darstellen?
A: Ja, die thermische Ausdehnung kann für Züge ein Problem darstellen, da sich die Schienen dadurch verbiegen können.
F: Wie wird die Wärmeausdehnung in Thermometern genutzt?
A: Thermometer enthalten eine Flüssigkeit, die sich nur in eine Richtung (entlang des Rohrs) bewegen kann, wenn sich das Volumen mit der Temperatur ändert.
F: Was machen die Monitore auf den Gleisen, wenn die Temperatur ungewöhnlich hoch wird?
A: Monitore an den Schienen warnen die Behörden, wenn die Temperatur ungewöhnlich hoch wird. Die Züge können dann angewiesen werden, langsamer zu fahren, um die Reibungshitze zu verringern.
