Thermische Ausdehnung

Die Wärmeausdehnung ist die Ausdehnung in Materie mit erhöhter Temperatur; sie tritt in allen drei Phasen der Materie auf.

Wird ein Objekt erhitzt, steigt die kinetische Energie der Moleküle, was zu einem größeren durchschnittlichen Abstand zwischen den Molekülen führt. Folglich expandiert das Objekt.

Es gibt drei Kategorien der Wärmeausdehnung: Linear, Fläche und Volumen.

Feststoffe durchlaufen alle drei Arten der Ausdehnung, während Flüssigkeiten und Gase nur eine Volumenausdehnung aufweisen.

Die lineare Ausdehnung ist die Änderung der Länge einer Substanz durch Anwendung der Temperatur, die proportional zur ursprünglichen Länge und Temperaturänderung ist. Die Proportionalitätskonstante ist der lineare Ausdehnungskoeffizient.

In ähnlicher Weise ist die Flächenausdehnung die Veränderung der Fläche eines Körpers beim Erhitzen. Die Proportionalitätskonstante ist der Flächenausdehnungskoeffizient.

Darüber hinaus ist die Volumenausdehnung die Volumenänderung eines Körpers, wenn Wärme zugeführt wird. Dabei ist die Proportionalitätskonstante der Volumenausdehnungskoeffizient.

Eine Ausnahme bildet das Wasser, das sich bei einer Temperatursenkung zwischen 4 und 0 Grad Celsius ausdehnt, da seine Dichte bei 4 Grad Celsius am höchsten ist.