Physikalisch sagen wir, dass die Temperatur eines Körpers (oder Objekts) ein Maß für die Bewegung der Atome und Moleküle ist, aus denen er besteht. Daher können wir sagen, dass die Bewegung seiner Atome oder Moleküle umso größer ist, je höher die Temperatur eines Körpers ist. Die Temperaturerhöhung eines Körpers verursacht nicht nur eine Zunahme der Bewegung von Atomen und Molekülen, sondern verursacht auch andere Wirkungen im Körper.
Daher erleiden alle Körper, die in der Natur vorkommen, wahrscheinlich eine gewisse Wirkung aufgrund der Erhöhung ihrer Temperatur. Bei einigen Körpern können diese Auswirkungen sichtbar sein, bei anderen jedoch nicht. Wenn die Temperatur eines Objekts ansteigt, nimmt es auch in seinen Abmessungen zu, so dass die Objekte erweitern.
Wir definieren die Erweiterung als Variation der Abmessungen eines Objekts aufgrund von Temperaturschwankungen. Daher können wir sagen, dass die Dilatation eine makroskopische Manifestation der Variation der kinetischen Energie von Molekülen und Atomen ist.
Fast alle in der Natur vorkommenden Materialien erleiden bei steigender Temperatur eine Volumenzunahme, wodurch die Dichte dieser Objekte abnimmt. Man kann sagen, dass diese Regel für fast alle Stoffe gilt. Eine Ausnahme ist Wasser, das sich anders verhält, wenn seine Temperatur zwischen 0 °C und 4 °C schwankt. Dieses Phänomen wird als anomaler Wasserzustand bezeichnet.
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Durch die Temperaturerhöhung wird der Abstand zwischen den Atomen oder Molekülen eines Stoffes vergrößert, was zu einer Volumenänderung führt
Die obige Abbildung ermöglicht es uns, besser zu verstehen, wie die Ausdehnung von Materialien mit steigender Temperatur erfolgt. Wir sehen, dass in der ersten Situation bei einer bestimmten Temperatur die Atome und Moleküle der Substanz um eine Gleichgewichtslage schwingen. Bei diesem Temperaturwert ist der mittlere Abstand zwischen den Molekülen praktisch konstant.
Wenn jedoch die Temperatur des Stoffes ansteigt, beginnen die Moleküle oder Atome stärker zu schwingen schnell, d.h. sie schwingen mit größerer Amplitude, folglich sind sie etwas weiter von einem der Andere. Dieser größere Abstand, also dieser größere Abstand zwischen Atomen und Molekülen, spiegelt sich in der Vergrößerung der Objektdimensionen wider.
Abschließend können wir sagen, dass die Auswirkungen der Wärmeausdehnung von größter Bedeutung bei der Konstruktion von Maschinen sind, die verschiedene Arten von Teilen aus unterschiedlichen Materialien, die miteinander in Kontakt stehen, da sich diese Teile bei Temperaturschwankungen in gewisser Weise ausdehnen anders.
Von Domitiano Marques
Abschluss in Physik
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SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Dilatation – eine Eigenschaft von Materialien“; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-uma-propriedade-dos-materiais.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.
