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Es folgt, dass sich das Bimetall verformt. Dieses Prinzip wird unter anderem bei der Temperaturmessung verwendet. Ungewollt kann der Effekt jedoch auch auftreten. Diese Konstruktionen sind dann temperaturanfällig und können bei hoher Temperatur verbiegen oder brechen. Dehnungsfugen werden verwendet, um die Zerstörung von Bauwerken durch Temperaturänderungen zu verhindern. So ist genügend Platz, dass sich Materialien an heißen Tagen ausdehnen können. Vielleicht hast du das schon einmal bei einer Brücke gesehen. Längenänderung fester Körper – Zusammenfassung Die folgenden Stichpunkte fassen das Wichtigste zur Längenänderung fester Körper noch einmal zusammen. Längenänderung fester Stoffe | LEIFIphysik. Bei höherer Temperatur benötigen die Atome größere Abstände zueinander. Daraus folgt eine Ausdehnung von Festkörpern beim Erwärmen. $\alpha$ ist der Längenausdehnungskoeffizient und eine Materialkonstante. Je größer $\alpha$ ist, umso stärker dehnt sich ein Stoff bei Erwärmung aus. Eine praktische Anwendungsmöglichkeit ist ein Bimetallstreifen.
Auch gibt es Materialien (z. einige Arten von Glaskeramik), deren Wärmeausdehnungskoeffizient nahezu Null ist. Manche Stoffe zeigen in einem bestimmten Temperaturbereich ein ungewöhnliches Verhalten (z. Materialien für den Technikunterricht • tec.Lehrerfreund. Wasser zwischen 0 und 4°C = Anomalie des Wassers). Die Längenänderung eines bestimmten Stoffes berechnet man mit dem Längenausdehnungskoeffizienten α. Er gibt an, um welchen Betrag Δl im Verhältnis zu gesamten Länge l 0 sich ein fester Körper bei einer Temperaturänderung von 1 Kelvin vergrößert oder verkleinert.
Heute werden auch Bahnstrecken ohne Schienenstöße gebaut. Bei solchen Strecken sind die Schienen fest mit dem Unterbau verbunden. Er nimmt die Spannungen auf und kompensiert sie, wenn die Schienen bei Temperaturänderung ihre Länge ändern. Stand: 2010 Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.
Aufgabe 2, Eisenbahnschienen: ΔT = t1 – t2 = 25°C – 10 °C = 15 °C = 15 K a) Bei welcher Temperatur stoßen die Schienen aufeinander? Da die Längenänderung proportional zur Temperaturerhöhung ist, kann man schreiben: (ΔT1≜ 35%; ΔT2 ≜ 100%) ➔ ΔT1: 35% = ΔT2: 100% ΔT2 = ΔT1: 35% • 100% = 15 K: 35% • 100% = 42, 86 K ΔT2 = 42, 86 K Bei dieser Temperaturerhöhung stoßen die Schienenenden aufeinander. Bei Erwärmung verlängert sich die 30 m lange Schiene nach beiden Seiten. Längenänderung fester Körper ? Grundlagen & Rechner-Tool ?. Zum Schließen der Lücke ist nur die halbe Ausdehnung nötig; die andere Hälfte kommt von der Nachbarschiene. Δl = α • l 0 • ΔT = 30 m • 14 • 10 -6 K -1 • 42, 86 K = Δl = 0, 018 m = 18 mm, d. h. vor der Erwärmung war der Stoß 18 mm breit. Aufgabe 3, Kegelrollenlager: a) Die 100 mm-Bohrung dehnt sich um Δl = α • l 0 • ΔT = 14 • 10 -6 K -1 • 0, 1 m • 80 K = Δl = 0, 000112 m = 0, 112 mm b) Für eine Dehnung von 0, 15 mm ist erforderlich: ΔT = Δl: (α • l 0) = 0, 00015 m: (14 • 10 -6 K -1 • 0, 1 m) = ΔT = 107, 14 K Aufgabe 4, Stab: α = Δl: ( l 0 • ΔT) = 0, 000 186 m: (0, 298 m • 27 K) = α = 23, 1 • 10 –6 / K Es handelt sich also um einen Stab aus Aluminium.
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