Thermische Ausdehnung

Unter einer thermischen Ausdehnung versteht man die Veränderung eines Materials in seinem Volumen. Diese wird durch die Veränderung der Temperatur hervorgerufen. Dies wirkt sich auf die Länge, Breite und das Volumen des Materials aus. Der Kennwert hierfür ist der Ausdehnungskoeffizient.  Wird ein Körper erwärmt, so dehnt er sich aus. Beim Abkühlen zieht er sich jedoch wieder zusammen. Jedes Material, egal ob es fest, flüssig oder gasförmig ist, besitzt bei einer bestimmten Temperatur ein messbares Volumen. Allgemein gilt, dass bei den meisten Materialien das Volumen zunimmt. Ausnahmen hierfür sind Wasser, Gummi sowie einige Kunststoffe. Jedoch dehnen sich die verschiedenen Stoffe unterschiedlich aus. So erweist sich, dass die Ausdehnung von festen und flüssigen Stoffen abhängig vom Material ist, während bei Gasen die Ausdehnung nicht von der Art des Gases abhängig ist. Werden Stoffe von unterschiedlichem Aggregatzustand erwärmt, ist die Volumenänderung von Gasen größer als bei Flüssigkeiten und die Volumenänderung von Flüssigkeiten größer als bei festen Körpern.

Ausdehnung von festen Körpern

Je stärker ein fester Körper erwärmt wird, desto stärker dehnt er sich aus. Beim Abkühlen zieht er sich dementsprechend wieder zusammen. Bei der Bestimmung einer Volumenausdehnung sollte deswegen beachtet werden, dass je größer beziehungsweise länger ein Körper ist, umso mehr verändert der Körper unter Temperaturveränderung sein Volumen beziehungsweise seine Länge.

Ausdehnung von Flüssigkeiten bei einer thermischen Erwärmung

Genau wie bei festen Materialien hängt die Änderung des Volumens von flüssigen Stoffen vom Ausgangsvolumen der Flüssigkeit ab. Das bedeutet, dass je größer das Volumen ist, umso größer ist auch hier die Ausdehnung.

Ausdehnung von gasförmigen Stoffen bei einer Erwärmung

Genau wie bei festen Materialien dehnen sich gasförmige Stoffe bei einer Erwärmung aus und ziehen sich bei einer Temperaturabnahme wieder zusammen. Bei Gasen ist die Volumenänderung deutlicher sichtbar als bei flüssigen und festen Körpern, da sich Gas zehnmal stärker als Wasser ausdehnt.