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Wärmeausdehnung
Die Wärmeausdehnung wird durch die Erwärmung von Festkörpern, Flüssigkeiten oder Gasen verursacht, wodurch sich die Teilchen schneller bewegen oder (bei Festkörpern) stärker vibrieren. Das bedeutet, dass die Teilchen mehr Raum einnehmen und sich die Substanz ausdehnt.
Einige alltägliche Auswirkungen der thermischen Ausdehnung sind nützlich, andere hingegen sind einfach nur lästig. Hier sind fünf Beispiele:
1) Wenn Sie schon einmal versucht haben, einen festsitzenden Deckel von einem Glas abzuschrauben, werden Sie diesen Ausdehnungseffekt zu schätzen wissen. Lassen Sie einfach ein paar Sekunden lang heißes Wasser über den Metalldeckel laufen, um ihn zu erhitzen. Dadurch dehnt sich der Deckel leicht aus und sollte sich dann leichter abschrauben lassen.
2) Brücken haben eine lange Spannweite und bei heißem Wetter dehnen sich die Materialien, aus denen die Brücke besteht, aus. Dies könnte dazu führen, dass sich die Brückenabschnitte verbiegen.
Um dies zu vermeiden, werden Dehnungsfugen in die Brücke eingebaut, so dass sich die Brückenabschnitte frei ausdehnen können, ohne sich zu verbiegen.
3) Eine Flüssigkeit dehnt sich aus, wenn sie erhitzt wird, und kann in einem Rohr nach oben steigen. Thermometer nutzen die Ausdehnung einer Flüssigkeit wie Quecksilber oder Alkohol, um die Temperatur mit einer geeichten Skala zu messen.
4) Die Kabel, die zwischen den Strommasten hängen, müssen etwas Spiel haben. Dadurch wird verhindert, dass die Kabel zu eng werden und bei kaltem Wetter brechen, wenn sich das Kabelmaterial zusammenzieht.
Man kann manchmal sehen, wie diese Kabel bei heißem Wetter durchhängen.
5) Bei einem Bimetallband sind zwei Metallstreifen zusammengeklebt. Eines dieser Metalle dehnt sich bei jedem Grad Temperaturerhöhung stärker aus als das andere. Dadurch krümmt sich der Bimetallstreifen, wenn er erwärmt wird.
Diese Bewegung kann als elektrischer Schalter fungieren, indem ein Stromkreis angeschlossen wird, um zum Beispiel einen Ventilator einzuschalten, wenn die Raumtemperatur zu heiß wird.
Weitere Beispiele für thermische Ausdehnung sind:
– Die Luft in einem Autoreifen wird nach einer langen Fahrt warm und dadurch erhöht sich sein Druck.
– Eisenbahnlinien benötigen Dehnungsfugen (ähnlich wie Brücken), um ein Einknicken bei heißem Wetter zu vermeiden.
GCSE Physics Keywords: Thermische Ausdehnung, Wärme
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