Stab, Erwärmung, Temperatur

Question

Stab 2 ist dick und Stab 1 ist dünn. Beide haben die selbe Länge und werden um Delta T erwärmt. Wieso hat der dünne Stab dann eine größere Länge als der dicke Stab?

Answer 1

Salut probe,

Wieso hat der dünne Stab dann eine größere Länge als der dicke Stab?

Dies kann allerdings nur dann der Fall sein, wenn beide Stäbe aus unterschiedlichen Stoffen bestehen und dadurch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten α besitzen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient α ist eine stoffspezifische Größe und zeigt die Längenänderung eines (festen) Körpers im Verhältnis zur Ausgangslänge bei einer Temperaturdifferenz von einem Kelvin.

Du berechnest also die Längenänderung Δ_L eines Stabes, indem du die Temperaturdifferenz ΔT (in K) mit dem Ausdehnungskoeffizienten α des betreffenden Stoffes (Materials) und der ursprünglichen Länge des Stabes L₀ multiplizierst:

Δ_L = ΔT * α * L₀

(Die Werte α der unterschiedlichsten Stoffe findest du übrigens en masse im Netz.)

Die eben beschriebenen Faktoren entscheiden also letztendlich über die Längenänderung eines Körpers, nicht dessen Dicke. Und wenn du schreibst, dass beide Stäbe ursprünglich die gleiche Länge hatten, was ja durchaus sein kann, so können sie sich nur durch ihr Material unterscheiden, was durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten α auch zu unterschiedlichen Längenveränderungen bei Temperaturverschiebungen führen muss.

Viele Grüße ;)