Wärmeausdehnung

Unter Wärmeausdehnung versteht man die Längen- bzw. Volumenänderung eines Körpers, hervorgerufen durch eine Veränderung seiner Temperatur. Merklich wird dieser Effekt vor allem dann, wenn Materialien mit unterschiedlichem Wärmeausdehnungsverhalten in Gebäuden, Bauwerken oder technischen Produkten mit einander kombiniert werden.

Architekten, Bauingenieure und Konstrukteure lösen die Probleme, welche durch das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten verschiedener Materialien hervorgerufen werden, durch Dehnungsfugen, ausreichendes Spiel zwischen Bauteilen und Ausgleich der Größendifferenzen durch Kompensationselemente aus geeigneten Materialien z.B. bei Straßen, die über Brücken führen. Es gibt aber auch Produkte, die sich die Wärmeausdehnung zunutze machen. Das bekannteste Beispiel hierfür sind Bimetallstreifen.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist ein Kennwert, der das Verhalten eines Stoffes in einem bestimmten Temperaturbereich beschreibt. Unterschieden wird zwischen dem Längenausdehnungskoeffzienten α (auch linearer Wärmeausdehnungskoeffizient) und dem Raumausdehnungskoeffizienten γ (räumlicher oder auch Volumenausdehnungskoeffizient).

Formeln

Feste Körper

• Länge

• Fläche

• Volumen

Flüssigkeiten

Gase

Auch Gase haben das Bestreben sich bei einer Temperaturerhöhung auszudehnen. Jedoch spielen hier auch Druck oder ein begrenztes Volumen eine Rolle. Für ein ideales Gas gelten die gleichen Formeln, wie für Flüssigkeiten, wobei &gamma jedoch eine Konstante ist. &gamma hängt also nicht von der Art des Gases ab.

Formelzeichen