Wärmeausdehnung
Alle in der Natur vorkommenden Körper, fest, flüssig oder gasförmig, unterliegen beim Erwärmen oder Abkühlen einer Wärmeausdehnung oder -kontraktion.
Der Prozess der Kontraktion und Dilatation von Körpern erfolgt aufgrund der Zunahme oder Abnahme des Bewegungsgrades der Moleküle, aus denen die Körper bestehen. Beim Erhitzen eines Körpers beispielsweise vergrößert sich der Abstand zwischen seinen Molekülen durch die Erhöhung ihres Erregungsgrades. Dieser größere Abstand zwischen ihnen manifestiert sich durch die Verknappung der Körpermaße, die auf drei Arten auftreten können: linear, oberflächlich und volumetrisch. Das Gegenteil tritt ein, wenn Körper gekühlt werden. Dabei verkleinern sich die Abstände zwischen den Molekülen und damit die Abmessungen des Körpers.
Lineare Dilatation:es ist die Dilatation, die durch die Variation der Körperlänge gekennzeichnet ist. Diese Variation kann aus der folgenden mathematischen Gleichung berechnet werden:
L = α.L0.ΔT
α: ist der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient, dessen Einheit °C. ist
-1, die von der Beschaffenheit des Materials abhängt, aus dem der Körper besteht;Lo: ist die Anfangslänge des Körpers;
L und T: sind die Schwankungen der Körperlänge und der Körpertemperatur.
Oberflächliche Dilatation: es ist die Dilatation, die durch die Variation der Körperoberfläche gekennzeichnet ist. Diese Variation der Körperoberfläche kann mit dem folgenden Ausdruck berechnet werden:
S = β.S0.ΔT
β: es ist der oberflächliche Wärmeausdehnungskoeffizient, dessen Einheit mit dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten übereinstimmt und auch von der Beschaffenheit des Materials abhängt, aus dem der Körper besteht;
β: 2α;
Nur: ist die anfängliche Oberfläche des Körpers;
S und T: sind die Variation der Oberfläche bzw. die Variation der Körpertemperatur.
Volumetrische Dilatation: es ist die Dilatation, die durch die Variation des Körpervolumens gekennzeichnet ist. Diese Variation kann mit dem Ausdruck berechnet werden:
V = γ.V0.ΔT
γ: ist der volumetrische Wärmeausdehnungskoeffizient, dessen Einheit mit dem linearen und dem Oberflächenausdehnungskoeffizienten übereinstimmt und auch von der Beschaffenheit des Materials abhängt, aus dem der Körper besteht;
γ: 3α;
Oma: ist das Anfangsvolumen des Körpers;
V und T: sind die Volumenschwankung bzw. die Körpertemperaturschwankung.
Kalorimetrie
Es ist die Filiale von Physik die den Energieaustausch zwischen Körpern und/oder Systemen untersucht, wenn dieser Austausch in Form von Wärme stattfindet.
Hitze:ist die Wärmeenergie beim Transport, die durch die Temperaturdifferenz zwischen den beteiligten Körpern und/oder Systemen bestimmt wird.
Temperatur: es ist die Größe, die den Grad der Erregung der Moleküle misst, aus denen der Körper besteht.
Die allgemeine Gleichung der Kalorimetrie wird durch die folgende mathematische Gleichung bestimmt:
Q = m. ç. T
ç: ist die spezifische Wärme des Materials;
T: ist die Variation der Körpertemperatur;
F: ist die Wärmemenge, die die Einheit Joule (J) hat.
Ö Hitze es kann sich auf drei Arten von einem Körper zum anderen ausbreiten: Leitung, Konvektion und Bestrahlung.
Fahren: es ist die Energieübertragung von Molekül zu Molekül aufgrund ihrer Bewegung, wenn die Temperatur erhöht wird.
Konvektion: es ist der Wärmeübertragungsprozess, der aufgrund der Flüssigkeiten aufgrund der Dichteunterschiede zwischen den Teilen, aus denen das System besteht, stattfindet.
Bestrahlung: es ist die Art der Energieübertragung, die zwischen zwei Systemen ohne physischen Kontakt zwischen ihnen stattfindet. Diese Übertragung erfolgt durch elektromagnetische Wellen, wie zum Beispiel die Sonnenstrahlen, die die Erde täglich erhitzen.
Von Marco Aurélio da Silva
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-calorimetria.htm