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3 Ein Gummiband hängt frei und wird erwärmt. Was passiert? Längenänderung eines Gummischlauches Ein Gummischlauch hängt von der Decke. An seinem Ende hängt ein kleines Gewicht, damit er gerade hängt. Nun wird er auf einer größeren Länge mit einem Bunsenbrenner erwärmt. Zum Versuchsvideo (von T. Hemmert, Uni Würzburg) Betrachte das Video, achte auf die Längenänderung des Gummischlauches. Beschreibe den Versuch und erkläre ihn. Abb. 4 Das Gummiband wird durch die Wärme kürzer. Im Gegensatz zu fast allen anderen Materialien verkürzt sich der etwa 2, 5 m lange Gummischlauch beim Erwärmen um etwa einen Zentimeter. Gummi verhält sich also anders als fast alle andere Stoffe. Abb. 5 Volumenausdehnung einer Kugel bei Erwärmung Betrachte das Video. a) Beschreibe die Versuchsdurchführung mit deinen eigenen Worten. b) Beschreibe deine Beobachtungen bei der Durchführung des Versuchs. Volumenänderung bei Festkörpern – Erklärung & Übungen. c) Deute deine Versuchsbeobachtungen aus physikalischer Sichtweise. a) Zunächst wird die Metallkugel durch das Loch im Metallgestell geführt und gezeigt, dass sie hindurch passt.
In Deutschland, Österreich, der Schweiz sowie in anderen europäischen Ländern gilt auch das Grad Celsius (Einheitenzeichen: °C) als gesetzliche Einheit für die Angabe von Celsius-Temperaturen und deren Differenzen. Dabei entspricht 0 °C umgerechnet 273 K. Die Skizze zeigt den Zusammenhang zwischen °C und K. Hier die Längenausdehnungskoeffizienten α in 10 –6 K –1 einiger Metalle: Al 23, 1 Cr 4, 9 Cu 16, 5 Fe 11, 8 Pb 28, 9 Zn 30, 2 Bild oben: Beim Erwärmen zweier fest aneinander haftender Metalle bewirkt das Metall mit dem größeren Längenausdehnungskoeffizient (Al, Zn) eine Krümmung des Metallstreifens hin zum Metall mit dem kleineren Längenausdehnungskoeffizient (Fe). Längenänderung fester körper aufgaben mit lösungen de. Aufgaben 1. Zwischen 10 m langen Eisenbahnschienen bleibt ein Abstand von 6 mm. Bei welcher Temperaturdifferenz stoßen die Schienenenden aufeinander? (α = 14 • 10 -6 K -1). Zu beachten: Weil sich auch die benachbarten Schienen ausdehnen, wird für eine Schiene nur Δl/2 gerechnet. 2. Zwischen je 30 m langen Eisenbahnschienen wurden Stoßfugen gelassen.
Dehnungsfugen verhindern, dass Brücken oder Bauwerke durch temperaturbedingte Längenänderungen beschädigt werden. Zusätzlich zum Video und dem Text findest du hier auf der Seite noch Übungen und Arbeitsblätter zum Thema Längenänderung fester Körper.
Und zwar tun sie das umso mehr, je höher die Temperatur ist. Dabei stoßen sie auch häufig mit ihren Nachbarn zusammen und können sich also nicht ganz frei bewegen. Um die Wärmeausdehnung zu erklären, braucht man aber noch eine 3. Sache. Nämlich die Tatsache, dass die Atome sich nach innen nicht so leicht bewegen können, wie nach außen. Oder anders rum gesagt, die können sich nach außen leichter bewegen, als nach innen. Längenänderung fester körper aufgaben mit lösungen kostenlos. Denn nach außen haben sie weniger Nachbarn. Hier noch mal im Bild durch die roten Pfeile veranschaulicht. Der schwarze Punkt soll ein Atom sein. Wenn die Temperatur also steigt und die Atome sich ganz stark bewegen, dann wandern sie also tendenziell nach außen und der ganze Körper dehnt sich aus. Wie stark sich so ein Körper ausdehnt, das kann man natürlich auch berechnen. Man kann die Längenänderung und die Temperaturänderung die das erfordert, bei einem Stab messen. Wenn man das in ein Diagramm zeichnet, dann kommt eine Gerade heraus. Aber nur, wenn man die Temperaturänderung nicht zu groß werden lässt.
Wenn man einen Quader erhitzt, dann gibt es eine Längenzunahme, eine Breitenzunahme und eine Höhenzunahme. Ich bin noch heute ein kleines bisschen müde, aber das geht wieder vorbei. Also der Quader hat eine Länge l, eine Breite b und eine Höhe h. Und alle 3 Größen, deshalb male ich hier die roten Pfeile ran, die können dann länger oder kürzer werden, je nachdem wie ich die Temperatur ändere. Also haben wir dann hier ein Delta l, ein Delta b und ein Delta h, die sich jeweils proportional zur Temperaturänderung Delta T verhalten. Diese Ausdehnungskoeffizienten Alpha 1 bis Alpha 3, die sind aber nicht alle gleich. Die können durchaus bei einem Körper, auch aus demselben Material, verschieden sein. Diese Proportionalität die kann man dann für das Volumen, für die Volumenänderung Delta V genauso aufschreiben. Delta V=A×Delta T. Längenänderung fester Körper – Erklärung & Übungen. Und das große "A" das ist jetzt wieder ein Ausdehnungskoeffizient, aber der gilt eben für das Volumen. Also nennen wir Ihn "Volumenausdehnungskoeffizienten". Ja, das war´s zur Wärmeausdehnung.
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