Rohrleitungen, Stahlbrücken oder Hochspannungsleitungen ändern bei Temperaturänderung ihr Volumen und damit auch ihre Länge. Unter der Bedingung, dass sich ein fester Körper frei ausdehnen kann, lässt sich die Längenänderung mit folgenden Gleichungen berechnen: Δ l = α ⋅ l 0 ⋅ Δ T oder Δ l = α ⋅ l 0 ⋅ Δ ϑ Als neue Länge l erhält man dann: l = l 0 + Δ l oder l = l 0 ( 1 + α ⋅ Δ T) Dabei bedeuten: α Längenausdehnungskoeffizient l 0 Ausgangslänge Δ T, Δ ϑ Temperaturänderung in Kelvin Längenänderung fester Körper Jeder feste Körper nimmt bei einer gegebenen Temperatur einen bestimmten Raum ein. Er besitzt ein bestimmtes Volumen. Ändert sich die Temperatur eines festen Körpers, so verändert sich i. Allg. auch sein Volumen, d. Quiz zur Längenausdehnung | LEIFIphysik. h. seine Länge, Breite und Höhe. Auch bei langen festen Körpern, z. B. bei Rohrleitungen, Stahlbrücken (Bild 1), Eisenbahnschienen, Betonfahrbahnen von Autobahnen oder Hochspannungsleitungen, ändert sich bei Temperaturänderung das Volumen und damit die Abmessungen. Bei solchen Körpern ist aber meist nur die Längenänderung von praktischer Bedeutung.
Wir betrachten nachfolgend einige Beispiele. Die Fahrdrähte für Elektroloks oder Straßenbahnen müssen stets straff gespannt sein. Da sich aber ihre Länge mit der Temperatur ändert, muss durch spezielle Spannvorrichtungen dafür gesorgt werden, dass sie stets straff gespannt sind. Längenänderung fester Körper - Oberleitung Beachtet werden muss die Längenänderung auch bei Brücken und Rohrleitungen. Bei Brücken löst man das Problem so, dass eine Seite der Brücke beweglich auf Rollen gelagert wird. Die andere Seite wird fest verankert. Damit kann sich die Brücke bei Temperaturänderung in einer Richtung ausdehnen bzw. Längenänderung fester körper aufgaben mit lösungen pdf. Bei Rohrleitungen baut man Dehnungsschleifen ein, sodass bei einer Längenänderung der Rohre keine Schäden entstehen. Bei Betonfahrbahnen von Autobahnen befinden sich alle 5 m Dehnungsfugen. Damit kann sich der Beton der Fahrbahn bei Temperaturänderungen ausdehnen oder zusammenziehen, ohne dass Verwerfungen entstehen. Längenänderung fester Körper Bei Schienen der Eisenbahn oder Straßenbahn wird die Längenänderung durch Temperaturänderung berücksichtigt, indem man Schienenstöße einbaut.
3 Ein Gummiband hängt frei und wird erwärmt. Was passiert? Längenänderung eines Gummischlauches Ein Gummischlauch hängt von der Decke. An seinem Ende hängt ein kleines Gewicht, damit er gerade hängt. Nun wird er auf einer größeren Länge mit einem Bunsenbrenner erwärmt. Zum Versuchsvideo (von T. Hemmert, Uni Würzburg) Betrachte das Video, achte auf die Längenänderung des Gummischlauches. Beschreibe den Versuch und erkläre ihn. Abb. 4 Das Gummiband wird durch die Wärme kürzer. Im Gegensatz zu fast allen anderen Materialien verkürzt sich der etwa 2, 5 m lange Gummischlauch beim Erwärmen um etwa einen Zentimeter. Gummi verhält sich also anders als fast alle andere Stoffe. Abb. Längenänderung fester Körper – Erklärung & Übungen. 5 Volumenausdehnung einer Kugel bei Erwärmung Betrachte das Video. a) Beschreibe die Versuchsdurchführung mit deinen eigenen Worten. b) Beschreibe deine Beobachtungen bei der Durchführung des Versuchs. c) Deute deine Versuchsbeobachtungen aus physikalischer Sichtweise. a) Zunächst wird die Metallkugel durch das Loch im Metallgestell geführt und gezeigt, dass sie hindurch passt.
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.
Der Durchmesser des Rades beträgt 0, 74 m, der innere Durchmesser des Reifens aber nur 0, 735 m. Die Temperatur der Umgebung beträgt 15°C. Auf welche Temperatur muss der Schmied den Reifen erwärmen, damit er ihn mühelos auf das Rad aufziehen kann? (Mühelos heißt, der innere Durchmesser des Reifens hat die gleiche Größe wie das Rad) Aufgabe 410 (Thermodynamik, Längenausdehnung) Die Gleise der Lorenbahn in Dagebüll (Nordfriesland). Zwischen den Schienen der Eisenbahn, deren Länge 12 m beträgt, bleibt ein Abstand von 7 mm. Mit welchen Temperaturdifferenzen rechnen die Bautechniker, wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient des Schienenstahls 1, 1*10 -5 K -1 beträgt? Aufgabe 411 (Thermodynamik, Längenausdehnung) Damit Beton auch großen Belastungen standhalten kann, wird er mit Eisenstäben verstärkt (armiert). Längenänderung fester Körper ? Grundlagen & Rechner-Tool ?. Warum kann man dafür keine Aluminiumstäbe verwenden? Aufgabe 412 (Thermodynamik, Längenausdehnung) Erwärmt man zwei Aluminiumschienen von der ursprünglichen Gesamtlänge 8 m um 70 K, so verlängert sich die eine um 2 mm mehr als die andere.